Nguyên lý hoạt động nhà máy điện địa nhiệt

Khái niệm về địa nhiệt năng
Địa nhiệt năng là loại năng lượng lấy từ nguồn nhiệt tự nhiên trong lòng quả đất bằng cách khoan sâu xuống lòng đất. Độ biến thiên địa nhiệt trong lỗ khoan vào khoảng 1oC/36 mét. Nguồn nhiệt này được đưa lên mặt đất dưới dạng hơi nóng hoặc nước nóng. Nguồn nhiệt này có thể sử dụng trực tiếp để sưới ấm các căn hộ hoặc dùng để sản xuất điện năng.
Theo tính toán, nhiệt độ ở tâm trái đất vào khoảng 6.650 độ C. Trái đất nguội dần với tốc độ khoảng 300 ÷ 350oC/1 tỉ năm. Khảng 2% lượng nhiệt nằm ở lớp vỏ của trái đất, còn lại 98 % ở phần ruột và trung tâm. Như vậy, 2% lượng nhiệt (tương ứng vào khoảng 840 tỉ W) cũng có thể đáp ứng nhu cầu của loài người trong một thời gian dài.

Các nguồn địa nhiệt
Một số vùng trong vỏ trái đất, đặc biệt tại những vùng có hoạt động địa chấn mạnh nhiệt độ tăng rất nhanh theo chiều sâu. Như vậy, tiềm năng địa nhiệt ở những vùng quanh vành đai động đất là rất lớn.

Phía dưới lớp vỏ trái đất là lớp đá nóng chảy gọi là mác-ma. Tiềm năng của nhiệt lượng ở độ sâu 10.000 mét, gấp khoảng 50.000 lần toàn bộ trữ lượng dầu khí của trái đất. Nhiều điểm nóng nằm trong vành đai động đất Thái Bình Dương, còn gọi là “vành đai lửa” vì có rất nhiều núi lửa hoạt động.

Những phương pháp sử dụng năng lượng địa nhiệt
Hai phương pháp cơ bản sử dụng năng lượng địa nhiệt là sử dụng trực tiếp nguồn nhiệt hoặc dùng cho sản xuất điện năng. Nguồn nhiệt được sử dụng trực tiếp để sưởi ấm các căn hộ, sấy quần áo, làm tan băng trên các đường giao thông. Nếu dùng nhiệt để sản xuất điện năng, nhiệt độ cần có phải cao hơn 150oC. Tại Caliphocnia khoảng 5% năng lượng điện được sản xuất từ nguồn địa nhiệt. Tại Xanvado là khoảng 30%. Tại Iceland nguồn địa nhiệt được dùng rất rộng rãi trong nhiều lĩnh vực của đời sống và công nghiệp.

Nguyên lý hoạt động của các nhà máy điện địa nhiệt

Hiện nay có 3 loại sơ đồ sản xuất điện năng sử dụng nguồn địa nhiệt: Sơ đồ trực tiếp sử dụng hơi nóng khô; sơ đồ gián tiếp sử dụng hơi nước và sơ đồ hỗn hợp (hai chu trình).

Trong sơ đồ trực tiếp, hơi nóng thổi trực tiếp và tuốc bin, làm quay máy phát để sinh ra điện. Đây là kiểu nhà máy điện địa nhiệt lâu đời nhất, lần đầu tiên được xây dựng ở Italia năm 1904 và vẫn hoạt động cho đến nay. Tại Caliphocnia có nhà máy lớn nhất thế giới hoạt động theo nguyên lý này.

Trong sơ đồ gián tiếp, hơi nước địa nhiệt được làm tăng độ nóng lên trên 182oC. Hơi nước được dồn vào buồng bay hơi để giảm áp lực, do vậy một phần dung dịch được biến thành hơi nước. Hơi nước sẽ làm quay tuốc bin. Nếu trong bình chứa còn dư chất lỏng, nó có thể được đưa vào bình bay hơi để tăng thêm công suất.


Trong sơ đồ hỗn hợp, sử dụng nước nóng có nhiệt độ thấp hơn 200oC, là nguồn nước nóng dồi dào nhất trong đa số các vùng địa nhiệt. Nước nóng địa nhiệt và chất lỏng thứ cấp có nhiệt độ sôi thấp hơn được đưa qua buồng trao đổi nhiệt.


Nhiệt năng của nước địa nhiệt làm chất lỏng thứ cấp bốc hơi và hơi nước sẽ làm quay tuốc bin. Bởi vì đây là hệ thống khép kín nên không hề có chất thải vào khí quyển. Nước nóng có nhiệt độ vừa phải là nguồn địa nhiệt thông dụng có tiềm năng dồi dào nhất. Do đó đa số các nhà máy điện địa nhiệt trong tương lai sẽ hoạt động theo nguyên lý này.
Chúng ta có thể xem qua các video sau để hiểu được cách khai thác năng lượng từ những nguồn nước nóng nằm sâu trong lòng đất. Video còn nêu rõ ba phương pháp khác nhau để chuyển đổi địa nhiệt thành năng lượng điện.

LINK 1 - TÌM KIẾM SÁCH/TÀI LIỆU ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)

LINK 2 - TÌM KIẾM SÁCH/TÀI LIỆU ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)

LINK 3 - TÌM KIẾM SÁCH/TÀI LIỆU ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)

LINK 4 - TÌM KIẾM SÁCH/TÀI LIỆU ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)




TRÍCH TỪ: QLNĐ số 10/2009

M_tả

Không có nhận xét nào: