nx دارای 44 صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است
فایل ورد nx کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه و مراکز دولتی می باشد.
این پروژه توسط مرکز nx2 آماده و تنظیم شده است
توجه : در صورت مشاهده بهم ريختگي احتمالي در متون زير ،دليل ان کپي کردن اين مطالب از داخل فایل ورد مي باشد و در فايل اصلي nx،به هيچ وجه بهم ريختگي وجود ندارد
بخشی از متن nx :
مقدمه اصطلاح ژئوترمال واژه ای است یونانی كه از كلمات Geo به معنای زمین و ther/ me به معنی حرارت تشكیل شده است و انرژی زمین گرمایی هم نامیده می شود. این انرژی از سیال داغ موجود دراعماق زمین به دست می آید. در واقع آب داغ یا بخار خروجی از زمین عامل انتقال انرژی ازمخزن ژئوترمال به سطح زمین است. این انرژی در مخزن زمین گرمایی، متمركز شده است كه برای دسترسی به آن در محل مخزن ، چاهی عمیق حفر می شود.
طبق محاسبات به عمل آمده مشخص شده است كه انرژی حرارتی ذخیره شده در 11 كیلومتر فوقانی پوسته زمین ، معدل 50 هزار برابر كل انرژی به دست آمده از منابع نفت و گاز شناخته امروز جهان است. این منبع طبیعی فراوان و تمیز ، به طور پیوسته و یكنواخت در دسترس است در حال حاضر در بیشتر كشورهای پیشرفته ، بخار ژئوترمال و آب داغ برای تولید انرژی الكتریكی با كمترین تاثیرات محیطی مورد استفاده قرار می گیرد. آب های گرم مستقیماَ از زمین ، برای گرم كردن گلخانه ها، حوضچه های پرورش ماهی و سیستمهای گرمایش و سرمایش و غیره به كار می روند. همچنین پمپهای حرارتی ژئوترمال را می توان تقریباَ در هر جایی نصب كرده بهره برداری از انرژی ژئوترمال به عنوان یك منبع انرژی پتانسیل در اعماق زمین، مستقل از شرایط جوی بوده و قابلیت جوابگویی به نیاز كنونی و آتی بشر دارد.
امروزه از ژئوترمال در 21 كشور جهان برای تولید الكتریسته و در 55 كشور دنیا برای استفاده مستقیم از منابع استفاده می شود. بدیهی است كه بهره برداری گسترده از ذخایر انرژی ژئوترمال مستلزم تحقیق و توسعه بیشتر در زمینه روش های اكتشاف و استخراج آن است. تاریخچه ژئوترمال در جهان: این انرژی از ابتدای خلقت مورد استفاده انسان بوده است. به این ترتیب كه از آن برای شستشو، پخت و پز، استحمام، كشاورزی و درمان بیماریها استفاده می شده است. اسناد و مدارك موجود ثابت میكند كه ساكنان كشورهایی نظیر چین، ژاپن اسلند و نیوزلند در گذشته های دور از این انرژی استفاده می كردند. در سال 1828 فردی به نام لار در للو در كشور ایتالیا برای تهیه اسیدبوریك به جای سوزاندن هیزم از حرارت آبهای گرم استفاده كرد كه بعدها نام محل اجرای طرح مزبور را لاردرللو نامیدند.
در سال 1870 با روش های پیشرفته علمی نوع رفتار حرارتی زمین مورد مطالعه قرار گرفت. نخستین تلاش ها در لاردرللو در سال 1904 برای تولید برق با استفاده از انرژی ژئوترمال صورت گرفت. در سال 1908 در همان منطقه، نخستین نیروگاه ژئوترمال به ظرفیت 20 كیلووات راه اندازی شد كه در سال 1940 ظرفیت آن به میزان 127 مگاوات افزایش یافت تا سال 1950 بهره گیری از انرژی ژئوترمال رشد چندانی نداشت اما حد فاصل سال های 1950 تا 1973 بهره گیری از انرژی
ژئوترمال رشد چندانی نداشت اما حد فاصل سال های 1950 تا 1973 به دلیل گران شدن بی سابقه و ناگهانی نفت، همه كشورها به فكر استفاده از انرژی های جایگزین افتادند و به تدریج كشورهایی چون امریكا ، اسیلند، فیلیپین، اندونزی و اغلب كشورهایی كه روی كمربند ژئوترمال جهانی قرار دارند شروع به بهره برداری از این انرژی كردند.
تاریخچه ژئوترمال در ایران: شناخت انرژی ژئوترمال در ناحیه دماوند در چهارچوب بررسی های انرژی ژئوترمال در مناطق آذربایجان و دماوند از سال 1975 به وسیله شركت ایتالیایی انل (ENEL) و با نظارت وزارت نیرو آغاز شد و تا سال 1983 به طول انجامید. این مطالعات شامل زمین شناسی نوری ، زمین شناسی، آتشفشان شناسی، آب شناسی، هیدرولوژی، ژئوشیمی و ژئوفیزیك است.
سازمان انرژی های نو ایران (سانا) وابسته به وزارت نیرو از سال 1374 فعالیت رسمی خود را آغاز كرده تا از انرژی های نو مانند انرژی خورشیدی، انرژی ژئوترمال، انرژی باد، بیوماس و بیوگاز، انرژی امواج و غیره بهره گیری كند. استفاده از انرژی ژئوترمال در ایران به سال های دور می رسد به طوری كه مردم به شیوه های سنتی از این انرژی در محل هایی كه چشمه آب گرم وجود داشت، در قالب حمامها و استخرهای شنا جهت مصارف آب درمانی و تفریحی استفاده می كردند. هم اكنون مطالعات احداث اولین نیروگاه ژئوترمال در كشور توسط سا زمان انرژی های نو وابسته به وزارت نیرو در منطقه مشكین شهر در حال اجرا است كه تا كنون سه حلقه چاه اكتشافی به عمق های حدود 3200 متر، 3170 متر و 2200 متر جهت برآورد و تخمین پتانسیل انرژی ژئوترمال در منطقه سبلان حفاری شده است و نتایج اولیه حاكی از وجود پتانسیل بالا و مطلوبی برای احداث نیروگاه در این منطقه است. همچنین در این سازمان پروژه پمپ حرارتی در شهر تبریز جهت تأمین گرمایش و سرمایش ساختمان ها در حال انجام است. تاكنون مناطقی از ایران كه دارای پتانسیل مناسب جهت بهره برداری از انرژی ژئوترمال هستند، مورد مطالعه قرار گرفته اند و پروژه های تحقیقاتی در این زمینه در دست مطالعه و اجرا می باشد.
گرمای زمینگرمای درونی زمین به تدریج با افزایش عمق، افزایش می یابد( 3 درجه به ازای هر 100 درجه كه در مناطق آتشفشانی جوان این میزان حدود 3 تا 5 برابر است) به طوریكه در مركز زمین این گرما به بیش 4200 درجه سانتی گراد (7600 درجه فاز نهایت ) از می رسد. بخشی از این گرما مربوط به آثار باقی مانده از توده ای آتشین مانند در حدود 5/4 بیلیون سال پیش می باشد، اما بیشتر این گرما از فساد و زوال ایزوتوپ های رادیواكتیو به وجود آمده است. همانطور كه گرما به طور طبیعی از نواحی گرمتر به نواحی سردتر حركت می كند، گرمای زمین هم همراه یك افت و خیز نسبی از
مركز به سطح جریان دارد یعنی از جایی كه 42 میلیون مگاوات گرما تخمین زده شده كه مدام در فضا بخش می گردد. حجم ذخیره شده این گرمای بی اندازه را نمی توان بدست آورد، زیرا گرمای درونی كمی به سطح می رسد. بر اساس نظریه تكتونیك صفحه ای، مشخص شده است كه مقداری از این گرما ، كه در اعماق مطلوب برای استخراج تجاری آن تمركز یافته، مراقبت می شود. طبق این نظریه پوسته زمین از تعدادی صفحه تشكیل شده است كه نسبت به یكدیگر درحال
حركتند. این صفحات متحرك روی ماده نیمه سیالی كه در عمق تقریبی 100 كیلومتری واقع شده است، قرار دارد. با توجه به اینكه مرز صفحات مزبور جز مناطق فعال زمین است مناطق زلزله خیز فعال آتشفشانی و ذخایر زمین گرمایی جهان نیز روی این مناطق واقع شده است. جایی كه دو صفحه با هم برخورد می كنند معمولاَ یكی به زیر دیگری می رود. در عمق زیاد ، درست بالای صفحه ای كه به پایین رفته، گرمای درونی، به اندازه ای بالا می رود كه مناسب ذوب سنگها می باشد. در نتیجه جرم ماگما كه تراكم كمتری نسبت به محیط سنگها دارد تا پوسته و گاهی اوقات تا آتشفشانهای محترق صعود می كند. تحت شرایط درست این گرمای نزدیك سطح زمین می تواند تولید تجاری انرژی ژئوترمال را فراهم كند. نشانه های انرژی ژئوترمال مهمترین نشانه های منابع ژئوترمال عبارت است از: سنگهای آتش فشانی جوان (جوانتر از یك میلیون سال )، چشمه های آب گرم، بخار فشان یا گاز فشان ، آب فشان (گایرز)، نواحی و دگرسان شده، گل فشان و كوههای آتشفشانی فعال. برای آغاز مطالعات اكتشافی در یك منطقه زمین گرمایی ، بیش از یك نشانه باید در منطقه وجود داشته باشد.
در كل نواحی كه دارای پتانسیل انرژی ژئوترمال هستند منطبق بر مناطق آتشفشانی و زلزله خیز جهان هستند. مخزن ژئوترمالتوده یا حجمی از سنگهای نفوذپذیر و متخلخل است كه در اعماق مختلف زمین قرار داشته و خلل در فرج آن ها را آب داغ یا بخار تحت فشار اشغال كرده است. مخازن ژئوترمال تحت شرایط خاص زمین شناسی به وجود می آیند. گسل ها یكی از عوامل مهم كنترل كننده اندازه و شكل مخازن زمین گرمایی هستند.
عمق این مخازن نباید بیش از سه هزار متر باشد زیرا بهره برداری از انرژی آن بافن آوری كنونی بشر، توجیه اقتصادی ندارد. اجزای یك مخزن زمین گرمایی عبارتند از: 1 سنگ مخزن كه سنگی نفوذپذیر و متخلخل است.
2 سیال مخزن كه آب داغ یا بخار تحت فشار است. 3 سنگ پوشش كه سنگی متراكم و غیر قابل نفوذ بوده و مانع خروج سیال از مخزن و در نتیجه افت فشار آن می شود. 4 منبع حرارت كه ممكن است عوامل مختلفی باشد مانند یك توده نفوذی آذرین جوان و عمیق یا حرارت حاصل از حركات زمین یا تجزیه عناصر رادیواكتیو 5 منبع سیال كه بارش های جوی، منابع آب زیرزمینی و یا آب موجود در ماگماست.
انواع مخازن ژئوترمال 1ـ مخازن گرمایی: در حال حاضر این دسته از مخازن تنها مخازن اقتصادی جهان است كه حاوی سیال بوده و بر حسب نوع سیال به دو دسته آب بالنده و بخار بالنده تقسیم می شوند . مخازن آب بالنده فراوانتر از مخازن بخار بالنده است. كشورهای نیوزلند و ایسلند دارای تعداد قابل توجهی مخازن آب بالنده است . در مخازن بخار بالنده بخار تحت فشار با دمای زیاد منبسط شده و به بخار خشك فوق العاده گرم تبدیل می شود. در مخازن آب بالنده حجم آب داغ بیش از حجم بخار و گاز مخزن است. حدود 95% مخازن ژئوترمال را مخازن آب بالنده تشكیل می دهد. منابع تآمین كننده آب این مخازن بارش های جوی و آبهای سطحی است هر چه حجم آب داغ قابل استخراج مخزن بیشتر باشد، بهره برداری از آن اقتصادی تر است.
2ـ مخازن سنگ داغ خشك: در نواحی كه سنگهای متراكم و آذرین و داغ و بدون تخلخل در عمق كم قرار دارند می توان آب را به طور مصنوعی به سنگها تزریق كرد. لابه لای سنگها آبها بخار شده و به بالا صعود میكند و برای تولید برق مورد استفاده قرار می گیرد. این طرح از نظر اقتصادی به صرفه نیست و در مرحله مطالعاتی است. 3ـ مخازن تحت فشار: این گونه مخازن در اعماق زیاد (بیش از چهار هزار و 600 متر) قرار دارد. این گونه مخازن از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه نیستند و اكثراَ در حین انجام مطالعات اكتشافی ذخایر نفت و گاز شناسایی شده اند.
4ـ مخازن ماگمایی : در برخی نقاط كره زمین به ویژه در مناطق فعال آتشفشانی توده های آذرین جوان كم عمق وجود داردكه دارای انرژی حرارتی فوق العاده زیادی هستند. این توده های آذرین را مخازن ماگمایی می نامند كه بهترین نمونه آن در جزایر هاوایی وجود دارد. این طرح نیز با مشكلاتی نظیر خطرات حفاری و عدم كارایی روش های ژئوفیزیكی كنونی در حرارتهای بالا مواجه است.
تكنولوژی ژئوترمال امروزه، تنها عالی ترین درجات منابع ژئوترمال می توانند مورد استفاده اقتصادی قرار بگیرند. مانع اصلی در راه پیشرفت سریع جهان گسترده ژئوترمال، گرانی و تكنولوژی نامناسب و محدود می باشد. پیشرفت این تكنولوژی
نیاز به مراكز تحقیق به ویژه نظارت بر كاوش ها و اكتشافات حفاری و طراحی نیروگاهها دارد. ـ كاوش و اكتشاف تكنیكهای ژئوفیزیكی، ژئوشیمی و زمین شناسی برای تعیین محل منابع ژئوترمال مورد استفاده قرار می گیرند. یكی از مشكلات اساسی كه كمپانی های ژئوترمال با آن مواجه هستند، اینست كه چطور اقتصادی ترین و مؤثرترین مكان را برای حفر چاهها پیشگویی كنندكه بیشترین شانس برای به هم رسیدن كانالهای جریان گرما و مخازن گرمایی عمیق وجود داشته باشد. روش های جدید ژئوشیمی و زمین شناسی و سنورهای با حساسیت بالا بسیاری از اكتشافات را میسر می سازد اما هنوز جا برای پیشرفت در آینده به منظور به حداقل رساندن هزینه های اكتشاف اما نه تولید چاههای خشك وجود دارد.
در زمین شناسی آنچه از نقطه نظر ژئوترمال پر اهمیت است تراوایی سنگهاست و در نتیجه اینكه كدامیك از این سنگها و طبقات رسوبی به عنوان سنگ مخزن و كدامیك به صورت سنگ پوششی عمل می كنند. همچنین با استفاده از نظریه تكنوییك صفحه ای می توان نحوه پراكندگی مناطق ژئوترمال جهان را توجیه كرد. به طور كلی ، استخراج و اكتشاف بدون شناخت و وضعیت زمین شناسی منابع ژئوترمال ممكن نیست. مطالعات ژئوشیمی شامل نمونه برداری و آزمایش نمونه
های متعدد از آب های جاری، گازها ، رسوبات ، آلتراسیون و آب چشمه ها و غیره است كه با توجه به نتایج حاصل می توان محدوده هایی كه از نظر اكتشافات انرژی ژئوترمال پر اهمیت هستند را مشخص كرد. به عنوان مثال تغییرات در محدوده های زیاد نشانگر وجود آبخیزهای متعدد و اختلاط آب های ژئوترمال با آب های سطحی است. استفاده از داده های ایزوتوپی كه از طریق مدار تریتیوم موجود درمحل ظهور آب چشمه ها می توان زمان توقف آب ها را در یك مخزن عمیق تخمین زد. اب چشمه های سرد دارای مقادیر زیاد تریتیوم و آب چشمه های گرم دارای مقادیر كمتری تریتیوم بوده كه این مورد نشانگر گردش طولانی تر آب چشمه های گرم است.
همچنین از طریق كاربردهای ژئوترمومترهای مختلف می توان درجه حرارت مخزن ژئوترمال را تخمین زد. برای اكتشاف مخزن ژئوترمال، استفاده از روش های ژئوفیزیكی هم ضروری می باشد مثلاً در ناحیه دماوند روش های ژئوفیزیكی تلوریك و مگنتوتلوریك برای اكتشاف مخزن ژئوترمال به كار گرفته شد.مطالعات حرارت سنجی نیز به منظور اندازه گیری شیب حرارتی و مقدار جریان حرارت در زیر سطح زمین انجام می گیرد. همچنین میزان پتانسیل حرارتی را با توجه به داده هایی همچون درجه حرارت سیال مخزن ضخامت سنگ مخزن، میزان تخلخل سنگ ، مخزن، درجه حرارت پس از بهره برداری و …. محاسبه می كنند. به دنبال استفاده مفید از بعضی انواع سیستمهای سنور، باید این سیستمها معرفی و مطرح گردند. اخیراً نتایج چندین پروژه و انواع سنسورهای به كار رفته در آنها توسط كمپانی های سازنده دستگاهها به نمایش گذاشته شده و آزمایشات آنها شرح داده شد.
هنوز هم بیشتر سنسورهای معمول در زمینه بازدید و نقشه برداری ، دوربین های فیلمبرداری قدیمی هستند. فرض بر اینست كه حدود 1000 سیستم گسترده جهانی قابل دسترسی وجود دارد كه از آن تعداد، حدود 500 دوربین، روزانه استفاده می گردند. انواع مناسب آن كه در معرض انعكاس های سیاه و سفید، رنگی و مادون قرمز هستند برای نقشه برداری فتوگرامتریك و تفسیر و ترجمه به كار گرفته می شوند. در پیشرفتهای اخیر، سنسورهای دیجیتال چشمی جایگزین دوربین های فیلمبرداری شده اند. كه آزمایشات و اولین پروژه تجاری، نتایج خیلی منطقی در خصوص
استعمال این سیستم نشان داد. علاوه بر سنسورهای چشمی برای نقشه برداری مانند استریوهای فتوگرامتریك یا عكس های درست دیجیتالی، سیستمهای LiDAR هستند كه با پیشرفت سریع این سیستمها در طول 12 سال گذشته تا حال، روز به روز قابل اجراتر و نتیجه بخش تر بوده اند. به عنوان مثال ، با استفاده از برخی روش های اندازه گیری، قطر دهنده داخلی سیستم در نقشه برداری LiDAR با دقت بالای 15 سانتی متر نشان داد. در میان همه سیستمهای چند طیفی مختلف، طرح های اسكن گرما خیلی اوقات برای مشاهده و كنترل گرمای قسمت های مختلف زمین مانند رودخانه ها، دریاچه ها و پمپ های حرارتی و غیره مورد استفاده قرار می گیرند.
از 10 سال پیش تا اكنون سیستمهای LiDAR همراه با سیستم های Gps/Ins كه با موفقیت بالا همراه بوده، استفاده می شوند. دریافت كننده GpsوINS با هم ، همراه با یك سیستم لیزری یك واحد فشرده و تركیبی است.ـ حفاری به خاطر اینكه جریانات ژئوترمال حرارت بالایی دارند می توانند خورنده و فاسد كننده باشند كه این در مخازن سخت اتفاق می افتد. حفر چاههای ژئوترمال نسبت به حفر چاههای نفت و گاز خیلی مشكل تر و گرانتر می باشد. حفر هر چاه ژئوترمال 1 میلیون دلار تا 4 میلیون دلار هزینه دارد كه ممكن است در یك فضای كاملاً پیشرفته به وجود 10 تا 100 چاه نیاز باشد. حفر چاه ها می تواند به آسانی حدود 50% – 30 از هزینه های مالی كل پروژه را شامل شود.
در آلمان ، فقط حفر چاهها حدود 3 میلیون DM هزینه داشته كه مجموع مخارج برای تأسیسات ژئوترمال حدود 12 میلیون DM بوده است. از طرف دیگر قیمت هر مگاوات ساعت از انرژی كه ثابت خواهد بود بین 180-150 DM است كه حدود 90 DM از هر MWh توسط مشتری شارژ می شود، بنابراین نیمی از سرمایه ای كه در یك سال گذاشته می شود به دین طریق باز می گردد. همچنین اداره ضمانت انرژی ایالت متحده با اختراعات متعدی كه در زمینه حفاری داشته است باعث شده تا هزینه های حفاری در امریكا و سایر نقاط دنیا كاهش یابد. نیروگاهها دو تغییر مهم در نیروگاهها در توانایی تولید انرژی ژئوترمال به شدت تأثیر داشته است: 1 كارایی و توانایی تبدیل انرژی ژئوترمال به الكتریسیته
2 مخارج لوازم و ساخت افزایش اولی و كاهش دومی منجر به پیشرفت های سودمندی در انرژی ژئوترمال خواهد شد. برای رسیدن به این اهداف برنامه های تحقیقاتی ژئوترمال انجام شد و اجرای آن با موفقیت در آزمایشگاه های ملی و دانشگاهها تحت حمایت اداره انرژی ، دفتر تكنولوژی باد و ژئوترمال و با حمایت اساسی از صنعت ژئوترمال ایالات متحده شروع شده است. همچنین برنامه های تحقیقاتی قوی در جوامع اروپایی، ژاپن، نیوزلند، ایسلیند، ایتالیا، اندونزی، فیلیپین، مكزیك و آمریكای مركزی وجود دارد. در نتیجه این تحقیقات و پیشرفت هایی كه در این تكنولوژی حاصل
شد، هزینه تولید از منابع ژئوترمال طی دو دهه گذشته حدود 25% كاهش یافته است. مزایای استفاده از انرژی ژئوترمالامروزه تولید انرژی به كمك منابع سوختهای فسیلی یا نیروگاههای هسته ای با آلودگی قابل ملاحظه محیط زیست توام ست. انرژی ژئوترمال علاوه بر تجدید پذیر بودن در مقایسه با سایر منابع تولید انرژی آلایندگی كمتری داشته و جزو منابع پاك انرژی به شمار می رود. البته این به این معنا نیست كه انرژی ژئوترمال كاملاً فاقد آلودگی است ولی میزان آلایندگی آن نسبت به نیروگاههای فسیلی یا هسته ای به حدی كم است كه می توان با هزینه نسبتاً كمی آن را به حداقل ممكن رساند. البته برخی نیروگاهها و طرح های بهره برداری از این انرژی كاملاً فاقد آلودگی هستند. از سوی دیگر، میزان آاودگی تأسیسات مزبور ، ارتباط مستفیمی با درجه حرارت منبع ژئوترمال دارد ،به این ترتیب كه منابع حرارت پایین نسبت به منابع حرارت بالا آلودگی كمتری تولید می كنند و همچنین طرح های كاربرد مستقیم نیز كمتر از نیروگاههای ژئوترمال ، محیط زیست را آلوده می كنند. مزایای ژئوترمال را می توان به دو دسته كلی مزایای زیست محیطی و كابردی تقسیم بندی كرد. الف) مزایای زیست محیطی یكی از دلایل مهمی كه سبب گسترش روز افزون استفاده از انرژی ژئوترمال در سراسر جهان شده مزایای زیست محیطی آن است. بدین ترتیب كه از یك سو نیروگاهها و طرح های كاربرد مستقیم این انرژی آلودگی بسیار كمی تولید می كنند و از سوی دیگر با صرفه جویی در مصرف سوختهای فسیلی كمك شایانی به پاكیزگی محیط زیست می شود. مهمترین مزایای زیست محیطی كاربرد انرژی ترمال عبارتند از: عدم آلودگی هوا و منابع آب زیر زمینی و عدم نیاز به زمین وسیع .1- عدم آلودگی هوا نیروگاهها از جمله كانونهای مهم آلاینده هواست كه هر ساله با تولید حجم زیادی از گازهای گلخانه ای و سایر تركیبات زیان آور موجبات تخریب محیط زیست را فراهم می آورند.
خوشبختانه نیروگاههای زمین گرمایی به دلیل تولید بسیار كم گازهای مضر جزو پاكیزه ترین انواع نیروگاههای تولید برق به شمار می روند. البته میزان آلایندگی این دسته از نیروگاهها بر حسب نوع سیكل تولید برق به كار رفته متفاوت است. مثلاً سیكل بخار خشك بیشتر از تبخیر آنی گازهای آلاینده تولید می كند، در صورتیكه اگر از سیكل های دو مداره استفاده شود به دلیل اینكه آب داغ در یك مدار بسته جریان داشته و با محیط بیرون ارتباط ندارد میزان آلایندگی به صفر می رسد. همچنین تمام سیال خروجی پس از انجام كار، دوباره به زمین تزریق می شود. میزان تولید گازهایی چون NH4,SO2,CO2در نیروگاههای ژئوترمال درصد بسیار كمی از میزان تولید این گازها در
نیروگاههای فسیلی است. دقیقاً به این معنی كه انتشارات گازدار از نیروگاههای انرژی ژئوترمال می تواند در اصل صفر خالص فرض شود. گاز دی اكسید كربن ((Co2این گاز از جمله مهمترین گازهای گلخانه ای است كه جزو گازهای آلاینده به شمار نمی رود ولی باعث افزایش درجه حرارت كره زمین می شود. میزان تولید گازهای گلخانه ای تولید شده در نیروگاههای زمین گرمایی نسبت به سایر نیروگاهها به قدری كم است كه اگر یك كیلو وات ساعت برق تولیدی از نیروگاههای فسیلی را با یك كیلووات ساعت برق تولیدی از نیروگاه زمین گرمایی جایگزین كنیم در حدود 95% كاهش خواهد یافت. از آنجا كه در اغلب سیستم های ژئوترمال، میزان گازهای غیرقابل معیان كمتر از پنج درصد وزنی بخار تولید شده از سیستم را تشكیل می دهد لذا میزان خارج شده از نیروگاههای زمین گرمایی در مقایسه با نیروگاههای فسیلی بسیا
ر كمتر است. امروزه با تزریق آب داغ خروجی از نیروگاه به درون مخزن ژئوترمال از تولید همین مقدار كم هم جلوگیری می كند.
– سولفید هیدروژن (H2S)یكی از گازهایی است كه نیروگاههای ژئوترمال تولید می كند كه این گاز پس از خروج از نیروگاه توسط تركیبات موجود در هوا اكسید شده و به SO2 تبدیل می شود كه خود یكی از عوامل اصلی ایجاد باران های اسیدی است. امروزه به كمك فرایندهایی، H2S خروجی از نیروگاه را تا حدود 999 درصد كاهش می دهند. همچنین با تزریق مجدد آب داغ خروجی به مخزن تا حد زیادی از انتشار گاز SO2 در هوا جلوگیری می‌كنند. – آمونیاك (N3H)
این گاز به میزان كم در سیستمهای ژئوترمال تولید شده كه پس از خروج از نیروگاه در اتمسفر اكسید شده و به نیتروژن و آب تبدیل می شود و از آنجا كه در نیروگاههای ژئوترمال هیچ گونه احتراقی رخ نمی دهد لذا در این قبیل نیروگاهها هیچ یك از تركیبات NOX نیز تولید نمی شود. استفاده از انرژی ژئوترمال به صورت تولید برق یا كاربرد مستقیم مخاطرات زیست محیطی مهمی را در بر نداشته و گازها و تركیبات آلاینده كمی را به محیط زیست وارد می كند. به عنوان مثال تنها در ایالات متحده تولید برق از منابع ژئوترمال هر ساله مانع از انتشار 22 میلیون تن ÷CO2 ،2000 هزارتن NOX و 110 هزار تن ذرات معلق به درون جو می شود. شایان ذكر آن كه طرحهای كاربرد مستقیم از آلودگی بسیار كمی برخوردارند به دلیل درجه حرارت كمتر منابع حرارت پایین میزان گازها و سایر تركیبات محلول موجود در این مخازن كمتر است.
2- عدم آلودگی منابع آب آب داغ خروجی از نیروگاههای ژئوترمال علاوه بر درجه حرارت بالا معمولاً برخی تركیبات محلول نیز دارد كه آلاینده محیط زیست است. از جمله این تركیبات می توان به Hg,As,B,NaCl اشاره كرد. طرحهای كاربرد مستقیم انرژی نسبت به نیروگاهها از آلایندگی كمتری برخوردارند به نحوی كه پس از خنك شدن سیال می توان آن را به محیط رها كرد. امروزه با تزریق مجدد سیال خروجی از نیروگاه بخش اعظم مشكلات ناشی از رهاسازی پساب نیروگاههای ژئوترمال رفع شده است. شایان ذكر است كه در تمام چاههای ژئوترمال چه در حین حفاری و در چه در زمان تولید آب داغ یا بخار، محیط درون چاه به وسیله لوله های جداری از محیط اطراف خود مجزا می‌شود به وسیله لوله های جداری از محیط اطراف خود مجزا می شود كه این امر سبب عدم نفوذ آب داغ و بخار بخش های عمیق مخزن به سفره های زیرزمینی كم عمق می شود.
همچنین چاههای تولید و تزریق نیز با روكش هایی از جنس استیل و تیتانیوم برای جدا شدن جریان از محیط پوشیده شده اند. با مصرف آب گرم، آب از جایی كه در گردش است به مخازن بر می گردد. این كار مشكل مصرف آب را به سادگی حل كرده و به تحمل فشار مخازن و تمدید منابع تولیدی موجود كمك می كند.
علاوه بر این اخیراً در یكی از میادین ژئوترمال ایالت كالیفرنیا، فاضلاب شهری مجاور میدان را پس از تصفیه به درون مخزن تزریق می كنند كه این طرح ابتكاری علاوه بر افزایش طول عمر مخزن، مشكل دفع فاضلاب شهری را نیز مرتفع می كند. 3- عدم نیاز به زمین وسیع برعكس نیروگاههای متعارف، نیروگاههای ژئوترمال به زمین بسیار كمتری نیاز دارند، به طوریكه یك نیروگاه ژئوترمال معمولی كه مساحت آن حدود 400 مترمربع باشد قادر است معادل یك گیگاوات ساعت برق را به مدت 30 سال تأمین كند. در کنار اغلب نیروگاههای ژئوترمال یا طرح های كاربرد مستقیم، كشاورزان بدون هیچ گونه مشكلی به انجام امور روزمره خود می پردازند. به عنوان مثال در منطقه امپریال ولی در جنوب كالیفرنیا كه یكی از بزرگترین نواحی كشاورزی در جهان است، تقریباً 15 نیروگاه بزرگ ژئوترمال با تولید بیش از 400 مگاوات انرژی الكتریكی را موجود می باشد. یكی از این نیروگاهها در كرانه جنوبی دریای سالتون با یكی از مناطق جنگی حفاظت شده معروف كه از صدها گونه در سرتاسر سال حفاظت میكند، همسایه است.
گفتنی است زمین مورد نیازبرای احداث نیروگاههای ژئوترمال نسبت به برخی از انواع انرژی تجدیدپذیر نیز كمتر است. ب) مزایای كابردی مزایای كاربردی انرژی ژئوترمال به عملكرد طرحهای مختلف این انرژی ارتباط دارد . از نظر عملكرد این انرژی نسبت به انرژی های متعارف و برخی منابع تجدیدپذیر مزیت هایی دارد كه عبارتند از: صرفه جویی در مصرف سوختهای فسیلی، زمان كاركرد طولانی، گستردگی موارد كاربرد، مستقل از شرایط جوی و تولید برق به وسیله واحدهای قابل حمل. – صرفه جویی در مصرف سوختهای فسیلی این مزیت انرژی ژئوترمال دوگانه است زیرا از یك سو موجب كاهش اثرات زیانبار سوختهای فسیلی بر محیط زیست می شود و از سوی دیگر به دلیل جلوگیری از واردات سوختهای فسیلی موجب رونق بخشیدن به اقتصاد كشورهای بهره مند از منابع انرژی ژئوترمال می‌شود چرا كه تقریباً نیمی از كشورهای در حال توسعه دارای منابع شناخته شده انرژی ژئوترمال هستند. بر اساس آمار و ارقام موجود در سال 2000 با تولید انرژی از منابع ژئوترمال، معادل 267 میلیون تن در مصرف نفت خام در سرتاسر جهان صرفه جویی شده است كه به طور قطع از تولید میزان قابل توجهی دی اكسید كربن و سایر گازهای مضر به درون جو زمین كاسته است.– زمان كاركرد طولانی این مزیت در واقع مدت زمان مفیدی است كه یك نیروگاه قادر به تولید برق است. زیرا در اغلب نیروگاههای متعارف طی دوره های خاصی به منظور تعمیرات اساسی تجهیزات نیروگاهی و غیره روند تولید بخشی از ظرفیت نیروگاه متوقف می شود. بررسی ها نشان داده است كه این نیروگاهها از نظر زمان دسترسی نیز در وضعیت بهتری نسبت به نیروگاههای فسیلی و هسته‌ای قرار دارند.
– گستردگی موارد كاربرد از جمله مزایای مهم این انرژی گستردگی موارد كاربرد است كه نقش اساسی در توسعه كاربرد آن دارد. زیرا برحسب درجه حرارت سیال موجود در مخزن كاربردهای آن نیز متفاوت است. – مستقل از شرایط جوی غالباً این مزیت نسبت به سایر انواع انرژی های تجدیدپذیر مطرح می‌شود زیرا برخلاف برخی از این انرژی ها (انرژی بادی و خورشیدی) منابع ژئوترمال قادرند در تمام شبانه روز و تمام فصول سال، بدون هیچ وقفه ای برق تولید كرده و یا حرارت مورد نیاز طرحهای كاربرد مستقیم را تامین كنند. – تولید برق به وسیله واحدهای قابل حمل این نیروگاهها عمدتاً ظرفیت پایینی(كمتر از 30 مگاوات) داشته و از واحدهای 1 تا 5 مگاواتی آن برای آزمایش چاههای ژئوترمال استفاده می شوند. نصب و راه اندازی آن آسان است و به دلیل مجاورت آن با چاهها نیازی به لوله كشی نیست همچنین در شرایط مورد نیاز می توان آن را از چاهی به چاه دیگر منتقل كرد.
– موارد كاربرد انرژی ژئوترمال
كاربرد مدرن از انرژی ژئوترمال در سه مقوله اصلی واقع می باشد: 1 استفاده از گرمای ژئوترمال برای طرح كاربردهای مستقیم 2 تولید نیروی الكتریكی 3 پمپهای حرارتی ژئوترمال (GHPs)– استفاده از گرمای ژئوترمال برای طرح كاربردهای مستقیم كاربرد مستقیم زمانی است كه به طور مستقیم از حرارت سیال به منظورهای مختلف استفاده می شود. نیروگاههایی با ظرفیت 16 هزار مگاوات برای استفاده مستقیم در 55 كشور دنیا نصب شده اند با 45 هزار گیگاوات ساعت بازده سالانه. از میان هزاران كاربرد مستقیم ژئوترمال می توان به موارد زیر اشاره كرد:
1ـ كشاورزی و باغبانی: از سیال زمین گرمایی برای گرم كردن هوای داخل گلخانه ها و باغ های سرپوشیده استفاده می شود. برای مثال كشاورزان كشور سردسیر ایسلند با استفاده از انرژی ژئوترمال میوه‌های مناطق گرمسیری را در باغ های سرپوشیده پرورش می دهند. از سوی دیگر برای ایجاد محیطی مناسب برای كشت با استفاده از این انرژی، خاك سرد و یخ زده را گرم می كنند. برای گلخانه هایی كه با انرژی ژئوترمال گرمای مورد نیاز خود را تأمین می كنند آب گرمی با دمای حدود 120-80 درجه سانتی گراد مناسب است. درحال حاضر در ایالات متحده گلخانه هایی كه از انرژی ژئوترمال استفاده می‌كنند مساحتی بیش 110 جریب را شامل می شوند. در كل حدود 135% از كل موارد طرح كاربرد مستقیم به گلخانه ها متعلق دارد. همچنین با قراردادن لوله های آب گرم درون زمین و یا آبیاری خاكهای كشاورزی با آب گرم می توان با آفات زراعی خاك كشاورزی مبارزه كرد. 2ـ حوضچه های پرورش ماهی در حوضچه های پرورش ماهی می توان با استفاده از آبهای گرم ژئوترمال حرارت و شرایط مورد نیاز برای رشد و پرورش ماهی های خاص را فراهم نمود كه برای اینكار حرارتی حدود 40-20 درجه سانتیگراد مورد نیاز است. این درجه حرارت باعث می شود تا رشد ماهی ها به سرعت انجام
گرفته و در نتیجه زودتر به سن صید برسند. در ایالات متحده بیشترین میزان استفاده از انرژی ژئوترمال مربوط به پرورش ماهی می باشدكه حدود 34% است به طوریكه در محصول سالانه پرورش ماهی به مقدار 17545000 كیلوگرم معادل 38600000 پوند مؤثر بوده است. 3- دامپروری: برای گرم كردن هوای داخل مرغداری‌ها و گاوداری‌ها به كار می رود.
4ـ گرمایش و سرمایش: با استفاده از بخار یا آب داغ خروجی از چاه ژئوترمال و نیز به كارگیری سیستمهای تهویه می توان فضای داخل محیط های مسكونی، تجاری و خدماتی را گرم یا سرد كرد. برای این كار حرارتی بین 50 تا 100 درجه سانتی گراد مورد نیاز است برای مثال سیستم های گرمایشی و سرمایشی شهر ریكیا و یك پایتخت كشور ایسلند انرژی مورد نیاز خود را توسط ژئوترمال تأمین می كنند. به این ترتیب كه تا سال 1930 در شهر ریكیا و یك مردم برای گرمایش منازل خود از زغالسنگ استفاده می كردند ولی بعد از سال 1930 استفاده از آب گرم ژئوترمال برای گرمایش منازل آغاز شد و هم اكنون شهر ریكیاویك پاكیزه ترین پایتخت جهان به شمار می رود. 5ـ ذوب برف و یخ: با استفاده از لوله هایی كه زیر معابر تعبیه می‌شوند، می توان در فصول سرما، حرارت آبهای گرم را به آسفالت خیابانها و جاده ها یا به سطوح پیاده رو منتقل و بدین وسیله برف روی این سطوح را ذوب نمود. برای ذوب برف و یخ در معابر، آب گرم ژئوترمال باید حرارتی حدود 50-20 درجه سانتی گراد داشته باشد. در كشور ژاپن برای ایمن كردن جاده های كوهستانی خود در فصل سرما از این روش استفاده می كنند.
6ـ استخرهای آب گرم: در این روش آب گرم ژئوترمال را با آب سرد معمولی تركیب كرده و آب نسبتاً گرمی را برای استخرها فراهم می كنند. اگر آبهای ژئوترمال دارای مواد مضر برای بدن انسان باشند می توان توسط یك مبدل حرارتی، حرارت آن را به آب معمولی منتقل نمود و در نتیجه آب معمولی با دمای نسبتاً بالایی در استخرها استفاده شود. برای استخرهای آب گرم، آبهای گرم باید حرارتی حدود 50-30 درجه سانتیگراد داشته باشند.
7ـ صنعت: یكی از متنوع ترین كانون های مصرف كننده انرژی ژئوترمال صنایع هستند. بیشتر كشورهایی كه دارای مخازن ژئوترمال هستند صنایع گوناگونی را دركنار این مخازن تاسیس كرده اند این امر موجب توسعه صنعتی و اجتماعی این مناطق شده است. از سوی دیگر به كارگیری انرژی ژئوترمال در صنعت از نظر اقتصادی نیز مقرون به صرفه بوده و موجب می شود تا محصول نهایی با قیمت پایینتری به بازار عرضه شود. موارد كاربرد انرژی ژئوترمال در صنعت عبارتند از: – خشك كردن: با استفاده از مبدل های حرارتی هوا را گرم كرده و سپس با هوای خشك دانه های روغنی، انواع فراورده های دریایی، محصولات كشاورزی و الوار چوبی و مصالح ساختمانی را خشك می كنند. ممكن است این فرایند بر اثر تماس مستقیم بخار یا آب داغ چاه با ماده مورد نظر نیز انجام شود. – تبخیر كردن: با استفاده از حرارت سیال داغ می توان بلورهای نمك یا سایر مواد را تهیه كرد. همچنین می توان این سیال را در دستگاههای آب شیرین كن مورد استفاده قرار داد. – تقطیر كردن: در این حالت با استفاده از انرژی ژئوترمال سیالی سنگین مانند نفت را در حالت بخار تقطیر كرده و اجزای تشكیل دهنده آن را از یكدیگر جدا می كنند. این فرایند در صنعت نفت مورد استفاده قرار می گیرد. – سرمایش و گرمایش صنعتی: به كمك آب داغ ژئوترمال می توان فضاهای محیط های صنعتی مانند كارخانه ها و كارگاهها را سرد یا گرم كرد. از سوی دیگر، با استفاده از انرژی ژئوترمال می توان سیستم های سرمایش جذبی را در سردخانه ها به كار انداخت. در سیستم سرمایش جذبی بیشتر از گازهای برمیدلیتیوم و آمونیاك استفاده می شود. – جداسازی مواد: با استفاده از حرارت سیال انرژی ژئوترمال می توان فلزاتی مانند طلا و مس را از كانسارهای مربوط جدا كرد.
– شست شوی صنعتی، مانند رختشوی خانه های صنعتی – رنگرزی: به ویژه در مورد رنگرزی انواع پارچه و لباس های پشمی كاربرد دارد. – افزایش تولید نفت: در نقاطی كه مخازن ژئوترمال و میدان های نفتی در نزدیكی هم هستند با تزریق آب داغ به درون چاهها می توان لایه‌های حاوی نفت را گرم كرد و میزان تولید نفت را افزایش داد.
ادامه خواندن مقاله در مورد ژئوترمال
نوشته مقاله در مورد ژئوترمال اولین بار در دانلود رایگان پدیدار شد.