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오늘날 이용 가능한 재생 가능 에너지원 중 지열 에너지는 가장 일반적인 에너지 중 하나입니다. 그것은 지표면 아래에서 파생된 열이며 물 및/또는 증기에 의해 지표면으로 전달됩니다. 지열 에너지는 냉난방 목적으로 널리 사용되거나 깨끗한 전기를 생산하는 데 활용됩니다. 오늘 당신은 지열 에너지의 정의, 응용, 다이어그램, 역사, 작업, 장점 및 단점을 알게 될 것입니다. 또한 지열 에너지가 어떻게 생산되고 어떻게 작동하는지 알게 될 것입니다.
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지열에너지는 지구에서 생성되어 저장되는 열에너지이다. 지열(geothermal)이라는 단어는 지구를 의미하는 γη(geo)와 뜨겁다는 의미의 θερμος(thermos)가 결합된 그리스 어원입니다. 그것은 지구의 지하에서 파생된 재생 에너지로, 물 및/또는 증기와 함께 지구 표면으로 수송됩니다. 열에너지는 물질의 온도를 결정하는 에너지입니다. 따라서 열에너지로 알려져 있습니다.
지각의 지열 에너지는 지구의 원래 형성과 물질의 방사성 붕괴 및 지구의 형성으로 인한 지속적인 열 손실에서 비롯됩니다. 마지막으로, 지열 에너지는 지구 내부에서 열 에너지를 얻어 요리, 목욕, 난방, 전력 생산 및 더 많은 용도로 활용하는 에너지 변환의 한 형태입니다.
지열 에너지의 간략한 역사에서 10,000년 전에 아메리카 원주민이 요리에 지열 에너지를 사용했다는 것이 증명되었습니다. 고대에는 그리스와 로마인들이 온천으로 데우는 욕탕을 사용했습니다. 그리고 난방에 관해서는 로마의 도시 폼페이가 1 st 기간 동안 세기 CE, 지열 에너지를 사용합니다. 처음에는 뜨거운 물과 증기를 이용할 수 있는 장소로 제한되었습니다.
지열 에너지의 사용은 20개 이상의 국가에서 일반적입니다. 미국은 세계 최대 지열 에너지 생산국으로 기록되어 있습니다. 그들은 캘리포니아에서 간헐천으로 알려진 가장 큰 지열 지대를 호스팅했으며, 이 지열 지대는 117평방 킬로미터에 걸쳐 있으며 22개 이상의 발전소가 형성되어 있으며 설치 용량은 1.5GW가 넘습니다.
아이슬란드는 1907년부터 지열 에너지를 잘 활용하여 스스로를 지열 발전의 '선구자'라고 표현합니다. 25% 이상의 에너지가 5개의 지열 발전소에서 생산됩니다. 전국에 600개의 온천과 200개의 화산이 있었기에 성공했습니다. 지열에너지의 응용은 직접사용, 지열 히트펌프, 발전의 3가지로 나눌 수 있다.
지열 에너지의 직접적인 사용은 다른 열원 없이 지상에서 가열된 물을 사용하는 것입니다. 지열 자원의 직접적인 온도는 약 50 ~ 150의 범위에 있습니다. 0 C(122 및 302°F). 저온 지열수와 증기는 단일 건물 및 다수의 건물이 중앙 공급원에서 난방되는 지역 전체를 데우는 데 사용되었습니다. 또한 대부분의 수영장, 온실, 온천장 및 양식 연못의 온천(치료) 시설은 지열 자원으로 가열되었습니다. 지열 에너지를 직접 사용하는 다른 일반적인 용도로는 요리, 과일, 야채 및 목재 건조와 같은 산업적 사용, 우유 저온 살균 및 대규모 융설 등이 있습니다.
지열 히트 펌프(GHP)는 겨울에 건물을 난방하고 여름에 냉방하는 데 사용됩니다. 그들은 표면의 처음 300미터(1000피트) 내에서 얻을 수 있는 비교적 안정적인 온건한 온도 조건을 이용했습니다. 대부분의 GHP 온도는 지표면의 6미터(약 20피트)와 같은 얕은 깊이에서 발견됩니다. 결과적으로, 열은 기온이 지면보다 낮아지는 겨울 동안 건물을 데우는 데 사용될 수 있습니다. 유사하게, 여름에는 건물에서 따뜻한 공기를 끌어들여 지하로 순환시켜 열을 많이 잃고 다시 돌아옵니다.
지열 에너지는 온도와 유체(증기) 흐름을 기반으로 전기를 생성하는 데 사용됩니다. 지열발전소에서는 3가지 방식으로 전기를 생산합니다. 이 세 가지 다른 디자인은 발전기를 구동하는 데 사용되는 동작을 제어합니다. 각 공정이 끝날 때 생성되는 과잉 수증기는 응축되어 땅으로 돌아가 나중에 사용하기 위해 재가열됩니다. 이것이 지열 발전이 재생 에너지의 한 형태로 여겨지는 이유입니다.
지열 에너지의 작동 원리는 덜 복잡하고 쉽게 이해할 수 있습니다. 먼저 지열에너지가 어떻게 생산되는지 설명하겠습니다. 지열 자원을 얻을 수 있도록 깊이가 1마일 이상인 우물을 지하 저수지에 파냅니다. 이러한 자원은 자연적으로 발생하는 열, 암석 및 물 투과성에서 이용될 수 있습니다. 또한 수압 자극 과정을 통해 지열 자원을 향상 또는 생성하는 향상된 지열 시스템. 이러한 지열 자원은 발전기에 연결된 터빈을 구동하는 데 추가로 사용됩니다.
지열 에너지의 작동은 최종 응용 프로그램에 따라 다를 수 있습니다. 앞에서 지열 에너지의 세 가지 기본 사용에 대해 언급했습니다. 여기에서는 지열 에너지가 발전에 어떻게 사용되는지 설명하겠습니다. 지열 발전소는 세 가지 다른 디자인으로 제공됩니다. 건증기, 플래시 및 바이너리.
건증기 설계는 터빈을 구동하기 위해 지면의 균열에서 직접 증기를 취합니다. 가열된 수증기는 발전기를 구동하는 터빈으로 직접 유입됩니다.
플래시 플랜트는 지하에서 고압의 온수를 끌어와 더 차가운 저압의 물과 혼합합니다. 이것은 차례로 터빈을 구동하는 데 사용되는 증기를 생성합니다. 가압된 고온의 물은 표면 아래에서 플래시 탱크로 알려진 표면의 용기로 끌어옵니다. 이것은 압력의 급격한 감소로 인해 액체 물이 플래시되거나 증기로 기화되는 곳입니다. 그런 다음 플래시는 터빈 발전기 세트에 전원을 공급하는 데 사용됩니다. 마지막으로
이진 사이클 발전소는 터빈 발전기 세트에 전력을 공급하기 위해 파이프의 폐쇄 루프 내에 포함된 암모니아 및 탄화수소와 같은 2차 작동 유체에서 구동되는 스템을 사용합니다. 이 과정에서 지열로 가열된 물은 다른 파이프 세트를 통해 끌어 올려지고 가열된 물에 저장된 에너지의 대부분은 열교환기를 통해 작동 유체로 전달됩니다. 작동 유체는 기화되어 터빈을 회전시키기 위해 터빈을 통과합니다. 그런 다음 재응축되어 열교환기로 다시 파이프됩니다.
다음은 다양한 응용 분야에서 지열 에너지의 장점입니다.
지열 에너지의 장점에도 불구하고 여전히 몇 가지 제한 사항이 있습니다. 다음은 다양한 응용 분야에서 지열 에너지의 단점입니다.
지열 에너지는 지표 아래에서 파생된 재생 에너지로, 물 및/또는 증기를 이용해 지표로 수송합니다. 열에너지는 물질의 온도를 결정하는 에너지입니다. 따라서 지열 에너지는 열 에너지로 알려져 있습니다. 지열 에너지의 응용은 직접 사용, 지열 히트 펌프 및 발전의 세 가지 범주로 나눌 수 있습니다. 이것이 지열 에너지의 정의, 응용, 다이어그램, 역사, 작업, 장단점이 있는 이 기사의 전부입니다. 또한 지열 에너지가 어떻게 생산되고 어떻게 작동하는지 살펴보았습니다.
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