地熱エネルギーを理解する

現在利用可能な再生可能エネルギー源の中で、地熱エネルギーは最も一般的なものの 1 つです。これは地表下で発生する熱であり、水や蒸気によって地表に運ばれます。地熱エネルギーは、暖房や冷房の目的で広く使用されているか、クリーンな電力を生成するために利用されています。今日は、地熱エネルギーの定義、用途、図、歴史、働き、長所と短所を知ることができます。また、地熱エネルギーがどのように生成され、どのように機能するかについても知ることができます。

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地熱エネルギーとは?

地熱エネルギーは、地球で生成され、保存される熱エネルギーです。 「地熱」という言葉は、地球を意味する γη (geo) と、熱を意味する θερμος (thermos) というギリシャ語の語源を持っています。これは、地表下で生成された再生可能エネルギーであり、水および/または蒸気で地表に運ばれます。熱エネルギーは、物質の温度を決定するエネルギーです。したがって、熱エネルギーとして知られています。

地球の地殻の地熱エネルギーは、惑星の最初の形成と、物質の放射性崩壊、および地球の形成からの継続的な熱損失に由来します。最後に、地熱エネルギーはエネルギー変換の一形態であり、地中から熱エネルギーを取得して、調理、入浴、暖房、発電、その他多くの用途に利用します。

地熱エネルギーの簡単な歴史の中で、ネイティブ アメリカンが 10,000 年前に料理に地熱エネルギーを使用したことが証明されています。古代ギリシャ人やローマ人は、温泉で温めたお風呂を利用していました。暖房に関しては、1 ^st 時代のローマ都市ポンペイ 世紀 CE、地熱エネルギーを使用します。当初は、温水と蒸気が利用できる場所に限定されていました.

地熱エネルギーの応用

地熱エネルギーの使用は、20 か国以上で一般的です。米国は、世界最大の地熱エネルギー生産国として記録されています。彼らは、カリフォルニア州の間欠泉として知られる最大の地熱地帯をホストしてきました。この地熱地帯は 117 平方キロメートルに広がり、1.5GW を超える設備容量を持つ 22 の発電所を形成しています。

アイスランドはまた、1907 年以来、地熱エネルギーをうまく利用しており、自らを地熱発電の「パイオニア」と呼んでいます。エネルギーの 25% 以上が 5 つの地熱発電所から生成されます。国内に 600 の温泉と 200 の火山があるため、成功しました。地熱エネルギーの用途は、直接利用、地熱ヒートポンプ、発電の 3 つのカテゴリに分類できます。

直接使用:

地熱エネルギーの直接利用には、他の熱源を必要とせずに地面からの温水を使用することが含まれます。地熱資源の直下は低温で、約 50 ～ 150 ⁰ の範囲です。 C (122 および 302 °F)。低温の地熱水と蒸気は、単一の建物や多数の建物が中央の供給源から加熱されている地域全体を暖めるために使用されてきました。また、ほとんどのスイミング プール、温室、スパの温泉 (治療) 施設、および養殖池は、地熱資源で加熱されています。地熱エネルギーの直接利用のその他の一般的な用途には、調理、果物、野菜、木材の乾燥などの産業用途、牛乳の低温殺菌、大規模な融雪などがあります。

地熱ヒートポンプ

地中熱ヒートポンプ (GHP) は、建物を冬に暖房し、夏に冷房するために使用されます。彼らは、地表から最初の 300 メートル (1000 フィート) 以内で得られる比較的安定した適度な温度条件を利用しました。ほとんどの GHP 温度は、地表の 6 メートル (約 20 フィート) などの浅い深さで見られます。その結果、気温が地面よりも低くなる冬の間、熱を使用して建物を暖めることができます。同様に、夏の間、暖かい空気が建物から取り込まれ、地下を循環し、熱の多くが失われて戻ってきます.

発電

地熱エネルギーは、温度と流体（蒸気）の流れに基づいて発電するために使用されます。電気は、地熱発電所で 3 つの方法で生成されます。これらの 3 つの異なる設計は、発電機を駆動するために使用される動作を制御します。各プロセスの最後に発生する余分な水蒸気は凝縮されて地面に戻され、後で使用するために再加熱されます。これが、地熱発電が再生可能エネルギーの一種と見なされる理由です。

下の画像を参照

地熱エネルギーの仕組み

地熱エネルギーの仕組みはそれほど複雑ではなく、簡単に理解できます。まず、地熱エネルギーがどのように作られるかについて説明します。地熱資源を得るために、深さ 1 マイル以上の井戸が地下の貯水池に掘られます。これらの資源は、自然に発生する熱、岩石、透水性から利用できます。また、水力刺激プロセスを通じて地熱資源を強化または作成する強化された地熱システム。これらの地熱資源は、発電機に接続されたタービンを駆動するためにさらに使用されます。

地熱エネルギーの生成方法については、以下のビデオをご覧ください:

地熱エネルギーの働きは、その最終用途によって異なります。先ほど、地熱エネルギーの 3 つの基本的な利用法について述べました。ここでは、地熱エネルギーを発電に利用する仕組みについて説明します。地熱発電所には 3 つの異なる設計があります。ドライ スチーム、フラッシュ、およびバイナリ。

乾き蒸気:

乾式蒸気設計は、地面の割れ目から蒸気を直接取り込んでタービンを駆動します。加熱された水蒸気は、発電機を駆動するタービンに直接送られます。

フラッシュプラント:

フラッシュプラントは地下から高圧の熱水を汲み上げ、それを低温の低圧水と混合します。これにより、タービンを駆動するために使用される蒸気が生成されます。加圧された高温の水は、地表の下からフラッシュ タンクと呼ばれる地表の容器に引き込まれます。これは、圧力の急激な低下により、液体の水がフラッシュまたは蒸気に蒸発する場所です。フラッシュは、タービン発電機セットに電力を供給するために使用されます。最後に、

バイナリサイクル:

バイナリサイクル発電所は、閉ループのパイプ内に含まれるアンモニアや炭化水素などの二次作動流体から駆動されるステムを使用して、タービン発電機セットに電力を供給します。このプロセスでは、地熱で加熱された水が別の一連のパイプを介して汲み上げられ、加熱された水に蓄えられたエネルギーの多くが熱交換器を介して作動流体に伝達されます。その後、作動流体は気化してタービンを通過し、タービンを回転させます。その後、再凝縮され、パイプで熱交換器に戻されます。

地熱エネルギーの長所と短所

長所:

以下は、さまざまな用途における地熱エネルギーの利点です。

• 化石燃料などの従来の燃料源よりも環境に優しい
• 地熱エネルギーは再生可能で、何十年も持続します。
• 地熱エネルギーは広く利用されています。
• 持続可能で安定した、信頼できるエネルギー源です。
• エネルギーは、直接使用して冷暖房に使用できます。
• 燃料は必要ありません。
• エネルギー生成プロセスは新しいテクノロジーによって改善され、急速な進化を遂げています。
• その出力は予測が容易です。

短所:

地熱エネルギーの優れた利点にもかかわらず、いくつかの制限がまだ発生しています。以下は、さまざまな用途における地熱エネルギーの短所です。

• 場所は制限されています。つまり、地熱発電所は、エネルギーにアクセスできる場所に建設する必要があります。
• 地下に蓄えられたガスの一部が大気中に放出されるため、掘削による環境への副作用
• 地熱エネルギーは、掘削の結果として地球の構造が変化するため、地震を引き起こす可能性があります。
• 地熱発電所の製造コストが高い
• 地熱エネルギー流体の高い持続可能性が、地下貯留層への迅速な汲み戻しに必要です。

結論

地熱エネルギーは、地表下で得られる再生可能エネルギーであり、水および/または蒸気で地表に運ばれます。熱エネルギーは、物質の温度を決定するエネルギーです。したがって、地熱エネルギーは熱エネルギーとして知られています。地熱エネルギーの用途は、直接利用、地熱ヒートポンプ、発電の 3 つのカテゴリに分けることができます。地熱エネルギーの定義、アプリケーション、図、歴史、働き、長所と短所についてのこの記事は以上です。また、地熱エネルギーがどのように生成され、どのように機能するかについても調べました。

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