موقع المهندس موقع المهندس بيت كل مهندس الطاقــــــة الجيوحراريــــــــة
الطاقة المتجددة؟
الطاقة المتجددة تستخدم الموارد التي يُمكن استبدالها وإعادة استخدامها والتي لا تُلوّث البيئة, بعض الأمثلة على موارد الطاقة المتجددة هي الرياح، والشمس، والمياه والطاقة الجيوحرارية.
الطاقة الجيوحرارية :
هي توليد الطاقة مباشرة من الأرض وإن كلمة جيو حرارية Geothermal ، تأتي من الكلمات الإغريقية جيو geo ، وتعني الأرض و therme وتعني حرارة , فهي حرارة الأرض، وتستخدم ترجمة الحرارة الأرضية لهذه الكلمة.
تبدأ الطاقة الجيوحرارية من الصخور المصهورة الواقعة تحت سطح الأرض والتي تقوم بتسخين القشرة الخارجية للكرة الأرضية, وتقوم الحرارة الصاعدة من هذه الصخور المصهورة بتسخين برك المياه الجوفية التي تُسمى الخزانات الجيوحرارية,وللحصول علىالطاقة الجيوحرارية ، تُثقب الآبار عميقاً تحت الأرض حتى تصل إلى الخزانات الجيوحرارية, ويتم سحب المياه الساخنة أو البخار الحار مباشرة من هذه الخزانات وتُستخدم لإدارة التربينات التي تُولّد الكهرباء.
تحتوي الأرض على حرارة طبيعية مخزونة يمكن استغلالها, وقد أنشئت محطات للطاقة الجيو حرارية تضخ الماء الساخن إلى السطح وتحوله إلى حرارة وكهرباء. وفي حالات أخرى, يتم استخراج الحرارة من جوف الأرض بضخ الماء العادي نزولاً من خلال ثقب إلى الطبقات الصخرية الحارة, ومنها صع
وداً كتيار بالغ السخونة, وتعتبر الطاقة الجيوحرارية من أكثر المصادر إنتاجية للطاقة المتجددة.
وتستخدم هذا الطاقة وحسب إمكانيات ومكانات مواقع تواجدها، إما بإنتاج الكهرباء من البخار الجاف،أو الماء المالح الذي يحتوي على حرارة عالية أو للتسخين المباشر في الاستخدامات المنزلية أو التجارية أو الزراعية وغيرها, هذا وهناك تجارب لضخ المياه إلى الصخور الساخنة في جوف الأرض وإخراجها على شكل ماء حار أو بخار.
ماهي الطاقة الحرارية الأرضية ؟
إن الحرارة الأرضية تكونت أصلا، في قلب(لب) Core الأرض، من التصلب الملتهب للأرض، للغبار والغاز قبل أكثر من (4) مليار سنة، واستمرار الحرارة هو نتيجة التلاشي التدريجي للعناصر المشعة ، adioactive Decay داخل الأرض, إن درجة الحرارة في لب الأرض، وعلى مسافة 6500 كيلومتر من سطح الأرض تقارب ال ( 5000) ْ م .
ومن هذه الحرارة نحصل اليوم على الطاقة التي يمكن الاستفادة منها وهي كما يلي:
إن الحرارة في لب الأرض تحاول الاستمرار بالتدفق نحو الخارج، وتؤثر بالتوصيل إلى طبقات الصخور المجاورة للطبقة الصخرية المحيطة بلب ارض الملتهب, وبوجود هذه الحرارة العالية والضغوط المرتفعة، تنصهر قسم من الصخور لتكوّن الصهارة Magma ، إن الصخور المنصهرة داخل الأرض تحاول أن ترتفع أكثر حاملة الحرارة معها ، كأي سائل متحركة صوب قشرة الأرض، ومُسخنة في هذه الأثناء الصخور والمياه المتواجدة المجاورة لها.
حيث يرينا مكانات لوجود مناطق لصخور منصهرة، تدور فيها الحرارة بالصعود إلى الأعلى وتبرد قليلاً، بعد أن تعطي الحرارة إلى الصخور أو المياه المجاورة، لتعيد دورانها إلى الأسفل من جديد, وهذه المياه المُسخّنة وهي التي تُشكّل “المكامن الحرارية الأرضية“ العميقة، قد تسلل من الشقوق لتخرج على شكل ينابيع حارة.
يمكن لتعزيزالطاقة الحرارية الأرضية التي يعمل بها…..
توفر إمكانات كبيرة للتوسع بشكل كبير في استخدام الطاقة الحرارية الأرضية. والحاضر الحراري لتوليد الطاقة يأتي من الخزانات المائية الحرارية ، ومحدودة نوعا ما في تطبيقات جغرافية لاماكن مثالية معينة في غرب الولايات المتحدة وهذا يمثل ‘الثمرة الدانية’ من إمكانات الطاقةالحرارية الأرضية.
التطبيقات العملية للطاقة الحرارية الأرضية
تقسم المكامن الحرارية الأرضية إلى نوعين رئيسيين:
النوع الأول: ذات الحرارة العالية وهي التي حرارتها (220) درجة مئوية فما فوق وتوجد بالأساس في المناطق ذات الاحتمالات البركانية، وتستخدم في العموم لأغراض المحطات الكهربائية.
والنوع الثاني: ذات الحرارات المتوسطة والقليلة وتستخدم على العموم للتدفئة والزراعة، وقد تستخدم لأغراض الطاقة الكهربائية بتكنولوجيات أكثر تطوراً. بالإضافة إلى ذلك توجد العيون والينابيع والبحيرات التي تخرج إلى سطح الأرض ويمكن استخدامها لأغراض التدفئة (بضمنها تدفئة الزراعة)
وهناك الاستخدامات الأخرى:
تستخدم حرارة المياه الأرضية مباشرة لأعمال مختلفة، مثل تدفئة المباني، وللحمامات العادية أوالمعدنية، ولتدفئة البيوت الزجاجية ولتربية الأسماك وللصناعة، أو إذابة الثلوج بتمريرها بأنابيب تحت الشوارع أو الساحات، وغيرها من الأمور التي تحتاج إلى تدفئة بهذه الدرجات الواطئة.
وفي هذا المجال نود أن نركز على استعمال بسيط جداً ومفيد جداً، ويمكن أن يُنفذ في جميع العالم، وهو الاعتماد على حقيقة إن درجات الحرارة على عمق بضعة أمتار من السطح تقريباً ثابتة )مقارنة بدرجات الحرارة على السطح(، وهي لا تختلف كثيراً في الصيف أو الشتاء وتصل بين (10 – 16)درجة مئوية. ولاستخدام هذه الخاصية هناك ما يسمى بنظام “مضخات الحرارة للطاقة الحرارية الأرضية (Geothermal Heat Pumps)GHPs.
