بخشی از مقاله
انرژی زمین گرمایی و چشم انداز آینده آن در ایران
چکیده:
زمینی که زیر پای ما قرار دارد منبع بسیار عظیم انرژی است. انرژی زمینگرمایی از انرژی خورشیدی که در طول هزاران سال در داخل زمین ذخیره شده و همچنین فروپاشی عناصر رادیواکتیو در عمق زمین نشات گرفته است. انرژی زمینگرمایی در واقع گرمای موجود در عمق زمین است و گرمای زمین با رفتن به عمق زمین افزایش مییابد. این انرژی به عنوان یکی از انرژی های نو و تجدیدپذیر محسوب می شود. انرژی های نو از آن جهت اهمیت دارند که جایگزین خوبی برای سوخت های فسیلی می باشند. سوخت های فسیلی باعث آلودگی های زیست محیطی و آلودگی آب و هوایی شده اند و همچنین تجدید ناپذیرند می باشند و به همین دلیل جهان به دنبال انرژی های پاک و تجدید پذیرند.
انرژی زمین گرمایی به صورت مستقیم در استخرهای آب گرم، مراکز گلخانه ای، گرمایش منازل، ذوب برف، پیشگیری از یخبندان و پمپ های حرارتی و به صورت غیرمستقیم در نیروگاه های تولید برق استفاده می شود. در ایران مناطق مستعدی از قبیل سبلان، دماوند، خوی، ماکو، تفتان، سهند، رامسر، تکاب ، فردوس، طبس، میناب، لار، کازرون، بیابانک و محلات شناسایی شده است که در بعضی مناطق مثل آذزبایجان حتی نیروگاه برق از این انرژی گرفته شده است و با توجه به کاربردها و اشتغال زایی، آینده روشنی برای این مناطق در نظر گرفته می شود.
واژگان کلیدی: حرارت زمین، انرژی نو، انرژی زمین گرمایی، تولید برق
-1 مقدمه:
از آغاز دروره صنعتی به این سو، جمعیت جهان از چند صد میلیون نفر به هفت ملیارد نفر رسیده است. افزایش جمعیت از یک سو و افزایش رفاه اجتماعی از سوی دیگر نیازمند انرژی است1]و.[2 نباز روز افزون به انرژی باعث شده است انسان بیش از پیش به استفاده از سوخت های فسیلی روی آورد. ولی محدودیت استفاده از سوخت های فسیلی به خاطر تجدید ناپذیر بودن آنها و نیز آلودگی های که سبب گرم شدن کره زمین و به هم خوردن اکوسیستم طبیعی شده است باعث محدودتر شدن استفاده از این منابع انرژی شده است.
انرژی زمین گرمایی در اثر تجزیه عناصر رادیو اکتیو و همچنین به خاطر فشار زیاد حاصل از نیروی وزن ایجاد می شود. به تجربه ثابت شده هرچه به ژرفای زمین افزوده شود دما افزایش می یابد. تقریبا به ازای 100 متر حدود 3 درجه به دمای زمین اضافه می شود به طوری که درجه حرارت در لایه های پایینی پوسته زمین حدود 1300 درجه و در هسته مرکزی زمین حدود 5000 درجه سانتیگراد است.[4] بیرون کشیدن گرما به صورت مستقیم از کره زمین امکان پذیر نیست و برای این کار باید سیال انتقال دهنده ای وجود داشته باشد تا گرما را از زیر زمین به سطح انتقال دهد. در ضمن این گرما باید به سطح نزدیک باشدو معمولا مناطقی که در آن آتشفشان یا زمین لرزه مستمر وجود دارد چنین خصوصیاتی دارند. حرارت زمین توسط یک سیال انتقال دهنده که می تواند آب یا بخار آب یا هر دو باشد به سطح زمین انتقال می یابد. بهره برداری از انرژی زمین گرمایی به طور ساده در شکل 1 آورده شده است.
شکل((1 طرح ساده یک سیستم زمین گرمایی ایده آل
همان طور که در شکل 1 مشاهده می شود برای رسیدن به انرژی زمین گرمایی محیط باید دارای شرایط زمین شناختی ویژه ای باشد ود رهر مکان نمی توان به انرژی زمین گرمایی دست یافت. برخی از این ویژگی ها عبارتند از:
-1 آب به میزان کافی در این مناطق وجود داشته باشد.-2 در نزدیکی سفره های آب زیرزمینی منبع گرمایی وجود داشته باشد و -3 منافذ مناسبی برروی پوسته زمین برای خروج آب گرم باشد. شکل 2 مناطقی از ایران را که دارای ویژگی های زمین ساختی مناسبی برای رسیدن به این انرژی هستند را نشان می دهد. همان طور که مشاهده می شود در مناطق وسیعی از ایران می توان از این انرژی پاک استفاده کرد.
شکل((2مناطقی از ایران که می توان از انرژی زمین گرمایی بهره برداری کرد.[6]
-2 تاریخچه:
قرن ها پیش از این انرژی به شیوه های مختلف استفاده می شد به طوری که رومیان قدیم از آن برای حمام کردن و حدود1300 سال پیش در ایسلند از این انرزی برای گرم کردن و پخت و پز استفاده می شد که در ایران هم در زمان هخامنشیان از چشمه های آب گرم برای امر درمانی مورد توجه بوده است. اولین استفاده تجاری در سال 1800 توسط کنت فرانچسکو دلادرل برای بازیافت اسید بوریک مورد استفاده قرار گرفت. سال 1904 در ایتالیا برای اولین بار از این انرژی برای تولید برق به صورت تجاری استفاده شد. سپس در سال 1958 نیروگاه زمین گرمایی وایراکی در زلاندنو و به دنبال آن در دهه 1960 نیروگاهی در گایزرز کالیفرنیا ساخته شد. در حال حاضر بیشترین استفاده از این انرژی در کشور ایسلند انجام می شود که حدود 53 درصد انرژی مورد نیاز خود را از ا این انرزی تامین می کند.[8]در ایران اولین مطالعات از سال 1354 و به منظور شناسایی پتانسیل های منبع انرژی زمین گرمایی آغاز شد و در سال 1369 اولین منطقه مستعد بهره برداری در مشکین شهر معرفی شد و اولین ایستگاه انرژی زمین گرمایی به منظور تولید برق در سال1377 توسط سازمان بهره برداری انرژی ایران در همین محل به بهره برداری رسید.[6]
-3 کاربردهای انرزی زمین گرمایی:
استفاده از انرژی زمین گرمایی به دو بخش عمده تولید برق و استفاده مستقیم از انرژی حرارتی طبقهبندی میگردد. استفاده از انرژی زمین گرمایی برای تولید برق بطور کلی در نیروگاههای زمینگرمایی از انرژی سیال خروجی از چاههای حفر شده جهت به چرخش درآوردن توربوژنراتورها و در نتیجه تولید برق استفاده میکنند. کابردهای
