استفاده از انرژی زمین گرمایی

واژه زمین گرمایی (Geothermal) از دو کلمه زبان یونانی، Geo به معنی زمین و therme به معنی گرما مشتق شده است. انرژی زمین گرمایی درست مثل هر منبع طبیعی دیگری از انرژی، در دست رس ما قرار دارد. از انرژی زمین گرمایی میتوان در راه‌های بسیار زیادی مانند تولید مقدار زیادی انرژی برق یا برای به کار انداختن سیستم‌هایی که نیاز به پمپاژ دارند استفاده کرد. این مقاله سعی می‌کند تا خلاصه‌ای از راه‌های استفاده از این انرژی را برای شما فراهم کند.
در زیر پوسته زمین انواع مختلفی از سیالات که تحت فشار و دمای بالا هستند وجود دارد که می‌توان از آن‌ها به عنوان یک منبع انرژی در زمینه‌های مختلفی مانند: کشاورزی، پرورش آبزیان، صنایع و . . . استفاده کرد. منابع زمین گرمایی بیشتر در مناطقی که در آن‌ها آتش فشان وجود دارد یا جاهایی که زلزله بیشتر اتفاق میافتد (نزدیک محل بر خورد صفحات زمین به یک دیگر) یافت می‌شوند. مناطقی که این انرژی در ان جاها تمرکز یافته است را اصطلاحاً کمر بند آتش می‌گویند که سر تا سر اقیانوس آرام را در بر می‌گیرد. یکی از راه های معمول برای استفاده از انرژی زمین گرمایی حفر چاه‌هایی در زمین است که به منظور استخراج این انرژی با استفاده از مته و ماشین‌های حفاری چاه‌های عمیقی در زمین حفر می‌شود، سپس از طریق لوله‌هایی که در داخل زمین قرار داده شده و از طریق لوله‌های روی سطح بخار گرم به بالا آمده و به سمت توربینی که برق تولید می‌کند هدایت می‌شود.

موارد استفاده از انرژی زمین گرمایی

انرژی زمین گرمایی یک منبع تجدید پذیر انرژی است به این دلیل که گرما و بخار آب به طور مداوم در زیر زمین تولید می‌شوند و همیشه در دست رس ما قرار دارند. از انرژی زمین گرمایی می‌توان به دو شکل استفاده کرد، یکی استفاده مستقیم یا استفاده از خود انرژی گرمایی، و دیگری تولید برق. استفاده مستقیم شامل تولید و یا برداشت حرارت و یا بخار به طور مستقیم ازمنابع زیر زمینی بدون استفاده از پمپ گرمایی یا یک نیروگاه زمین گرمایی است. راه‌های مختلفی برای استخراج انرژی زمین گرمایی و استفاده از آن برای مقاصد مختلف وجود دارد. در ادامه زمینه‌های استفاده از این انرژی که بر جسته تر هستند مطرح شده است.

در صنایع

کار خانه‌های تولید کاغذ از انرژی زمین گرمایی در تمام مراحل ساخت کاغذ استفاده می‌کنند، به این صورت که از گرمای تولید شده از منبع زمین گرمایی برای خشک کردن چوب استفاده می‌کنند. هم‌ چنین برای استخراج فلزات گران‌ بها مانند: طلا و نقره از معادن نیز از این انرژی استفاده می‌شود. تخته و الوار را نیز با استفاده از گرمایی که از منبع زمین گرمایی به دست می‌آید می‌توان خشک کرد و یا مثلاً به منظور حفظ و نگه ‌داری از میوه‌ها و سبزی‌جات برای مدت زمان طولانی آب موجود در آن‌ها را با استفاده از این گرما به آرامی از آن‌ها خارج می‌کنند. با خشک کردن مواد غذایی توسط انرژی زمین گرمایی، رنگ، عطر و طعم وتازگی مواد غذایی دست نخورده باقی می‌ماند و حتی ارزش غذاییِ مواد غذایی‌ای که تحت این فرآیند قرار گرفته‌اند حفظ می‌شود.

در پرورش آب زیان و کشاورزی

انرژی زمین گرمایی در ایجاد یک محیط مناسب برای زندگی موجودات دریایی کمک زیادی می‌کند. حیوانات آب زی معروفی که معمولاً می‌شناسیم مانند: ماهی کپور، گربه ماهی، قورباغه، صدف، خرچنگ، حلزون هستند که معمولاً زندگی موجودات دریایی وابسته به گرمایی است که برای تغذیه و انجام فرآیندهای متابولیکی از طریق تابش خورشید تأمین می‌شود. (فعالیت متابولیک به مجموعه‌ای از واکنش‌های شیمیایی گفته می‌شود که حفظ زندگی درهر موجود زنده‌ای به آن بستگی دارد. متابولیک شامل تبدیل انرژی و ماده در بدن می‌باشد.) وقتی دمای آب از سطح مورد نیاز پایین‌تر می‌رود انجام این فعالیت‌ها برای جانوران دریایی سخت می‌شود و برای غلبه براین مشکل، می‌توان آب گرمی که از منابع زمین گرمایی تأمین می‌شود را مورد استفاده قرار داد. درجه حرارت این آب ثابت است و آب و محیط مناسبی برای حیوانات آب زی به وجود می‌آورد. گاهی اوقات حوضچه‌هایی برای پرورش موجودات دریایی ساخته می‌شود و باید در ساخت این حوضچه‌ها به کیفیت آب اهمیت داد و احتمال بروز بیماری را در نظر گرفت و یک برنامه منظم تست آب حوضچه می‌تواند یک گام مهم در این راستا باشد.
انرژی زمین گرمایی در کشاورزی اغلب به منظور گرمایش گل خانه‌ها استفاده می‌شود و یا برای اجرای فرآیند خشک کردن میوه و سبزیجات مثل خشک کردن سبزیجاتی مانند گوجه فرنگی و میوههایی مثل آلبالو و . . . .

در تولید انرژی برق

تولید برق یکی از دو کار برد و استفاده اصلی از انرژی زمین گرمایی است که یک روش بسیار کار آمد برای تولید انرژی از یک منبع تجدید پذیر است. تولید برق از انرژی زمین گرمایی، گازهای مضر تولید نمیکند و می‌توان از آن برای تولید مقدار زیادی انرژی الکتریکی استفاده کرد.
انرژی زمین گرمایی به طور معمول حتی به منظور تأمین انرژی مناطق مسکونی (برای تأمین انرژی سیستم سرمایش و گرمایش) به کار برده می‌شود. پمپ‌های حرارتی در بسیاری از خانه‌ها به منظور تأمین آب گرم برای انجام کارهای خانه مورد استفاده قرار می‌گیرند. در زمستان از طریق پمپ کردن آب گرم، خانه‌ها گرم می‌شوند در حالی که در تابستان چرخه معکوس عمل می‌کند و گرمای خانه از طریق آبی که در لوله‌ها جریان دارد جذب می‌شود و سپس به مخزن درون زمین منتقل شده و در اعماق زمین دفن می‌شود. (سیستم زمین گرمایی از دو مخزن سرد و گرم تشکیل شده است که چرخه آب در بین آن‌ها در جریان است.) حتی می‌شود با استفاده از انرژی زمین گرمایی از یخ زدن جاده‌ها در زمستان جلوگیری کرد.
مزایای استفاده ازانرژی زمین گرمایی بسیار زیاد است، که از جمله مهم‌ترین آن‌ها عبارتند از:
منبع زمین گرمایی یک منبع تجدید پذیر انرژی است.
سیستم‌های تولید انرژی با هزینه‌های عملیاتی کم در دست رس است.
گازهایی که در حین تولید انرژی از منابع زمین گرمایی ایجاد می‌شود بسیار کم است.
این نوع تولید انرژی به ما برای حفظ محیط زیست و جلو گیری از آلودگی آن کمک می‌کند.
بسیاری از صنایع در سراسر جهان، با استفاده از این منبع انرژی سود زیادی را نصیب خود می‌کنند. این نوع انرژی معمولاً در کشورهایی مانند: سوئیس، نیوزیلند و . . . استفاده می‌شود. در نیوزیلند این منابع در درجه اول برای تولید برق مورد استفاده قرار می‌گیرند. اما در برخی از مناطق نیوزیلند نیز از آن برای مقاصد خانگی که شامل استفاده مستقیم از انرژی زمین گرمایی است استفاده می‌شود که ازآب گرم برای شستشو، استحمام، پخت و پز و بخاریهای طبیعی به منظور تولید گرما در منازل استفاده می‌شود.
قطعاً استفاده مداوم از منابع انرژی زمین گرمایی به ما برای حفاظت از محیط زیست، از خطراتی که استفاده از منابع انرژی تجدید نا پذیر (سوخت‌های فسیلی) برای آن به وجود آورده است، کمک زیادی می‌کند. اگر چه هزینه های نصب و راه اندازی تأسیسات زمین گرمایی بسیار بالا هستند اما اگر دانش درستی در مورد چگونگی کار کرد سیستم (چرخه زمین گرمایی و تأسیسات) داشته باشیم مفید خواهد بود.