Pasti anda tahu apa itu tenaga geoterma secara umum, tetapi Adakah anda tahu semua asas mengenai tenaga ini? Secara umum, kita mengatakan bahawa tenaga geoterma adalah tenaga haba dari dalam Bumi. Dalam erti kata lain, tenaga geoterma adalah satu-satunya sumber tenaga boleh diperbaharui yang tidak diperoleh daripada Matahari Tambahan pula, kita boleh mengatakan bahawa tenaga ini bukan tenaga boleh diperbaharui kerana pembaharuannya tidak terhingga, walaupun masih tidak habis-habis pada skala manusia, sehingga dianggap boleh diperbaharui untuk tujuan praktikal.
Asal haba di dalam Bumi
Haba di dalam Bumi terutamanya disebabkan oleh pereputan unsur radioaktif seperti Uranium 238, Thorium 232 dan Potassium 40. Unsur-unsur ini sentiasa mereput, membebaskan tenaga haba dalam proses. Satu lagi faktor penting ialah perlanggaran plat tektonik, yang membebaskan haba akibat pergerakan dan geseran. Di kawasan tertentu, haba geoterma lebih tertumpu, seperti kawasan berhampiran gunung berapi, aliran magma, geyser dan mata air panas. Ini membolehkan lebih mudah untuk penggunaan tenaga.
Penggunaan tenaga panas bumi
Tenaga geoterma telah digunakan selama lebih 2.000 tahun, dengan orang Rom mempelopori penggunaan mata air terma untuk mandian terma dan pemanasan. Dalam masa yang lebih baru, ia digunakan untuk pemanasan bangunan, rumah hijau dan penjanaan elektrik. Terdapat tiga jenis deposit dari mana tenaga geoterma boleh diperolehi:
- Takungan suhu tinggi
- Takungan suhu rendah
- Takungan batu panas kering
Takungan suhu tinggi
Ia dianggap sebagai deposit sebanyak suhu tinggi apabila air bawah tanah di dalam takungan mencapai suhu melebihi 100°C kerana berdekatan dengan sumber haba aktif. Untuk mengeluarkan haba daripada tanah bawah, keadaan geologi mesti membenarkan kewujudan a takungan panas bumi, yang berfungsi serupa dengan takungan minyak atau gas asli.Air yang dipanaskan Melalui batuan ini ia cenderung naik ke permukaan sehingga mencapai takungan geoterma yang terperangkap oleh lapisan tidak telap. Walau bagaimanapun, jika terdapat keretakan pada lapisan tidak telap itu, wap atau air panas boleh naik dan muncul di permukaan dalam bentuk mata air panas atau geyser. Sumber haba ini telah dieksploitasi sejak zaman purba, dan hari ini ia digunakan untuk pemanasan dan proses perindustrian.
Takungan suhu rendah
Takungan suhu rendah adalah satu tempat air mencapai antara 60 dan 100ºC. Dalam kes ini, aliran haba adalah normal, jadi tidak perlu mempunyai sumber haba aktif atau kehadiran lapisan tidak telap.
Di sini, kuncinya ialah mempunyai simpanan air pada kedalaman yang membolehkannya mencapai suhu yang cukup tinggi untuk menjadikan eksploitasinya berdaya maju dari segi ekonomi.
Takungan batu panas kering
Deposit daripada batu panas kering Mereka mempunyai lebih banyak potensi, kerana mereka adalah antara 250-300ºC dan pada kedalaman antara 2.000 dan 3.000 meter. Untuk mengekstrak haba daripada batuan ini, adalah perlu patahkan mereka untuk menjadikannya berliang.
Dalam sistem ini, air sejuk disuntik dari permukaan, melalui batu berliang panas, dipanaskan dalam proses, dan kemudian diekstrak sebagai wap untuk menjana elektrik. Walau bagaimanapun, deposit ini menghadapi kesukaran disebabkan oleh teknik patah dan penggerudian yang diperlukan untuk eksploitasinya.
Tenaga geoterma suhu yang sangat rendah
Kita juga boleh menganggap tanah bawah sebagai a sumber haba pada suhu 15ºC, boleh diperbaharui sepenuhnya dan tidak habis-habis. Dengan sistem pengumpulan yang mencukupi dan pam haba, adalah mungkin untuk memindahkan haba ini ke sistem pemanasan yang boleh mencapai sehingga 50ºC, menyediakan pemanasan dan air panas domestik.
Sistem ini juga boleh digunakan pada musim panas, menyimpan haba pada 40ºC di bawah tanah. Kelemahan utama ialah kawasan permukaan yang besar diperlukan untuk menimbus litar luar, tetapi kelebihan utamanya ialah penjimatan tenaga dan serba boleh Ia boleh digunakan untuk pemanasan dan penyejukan.
Pam haba geoterma
Elemen penting dalam sistem jenis ini ialah pam haba. Mesin termodinamik ini mengasaskan operasinya pada Kitaran Carnot, diambil daripada gas yang bertindak sebagai pembawa haba antara dua sumber, satu bersuhu rendah dan satu lagi bersuhu tinggi.
Pam ini boleh mengeluarkan haba dari tanah pada 15ºC dan menaikkan suhunya untuk memanaskan udara dalam litar dalaman, mencapai prestasi yang jauh lebih tinggi daripada sistem penyaman udara konvensional.
Tukar litar dengan Bumi
Kita boleh membezakan antara sistem pertukaran dengan permukaan air, yang lebih murah tetapi terhad dari segi geografi, dan pertukaran dengan tanah, yang boleh terus atau melalui litar tambahan.
- Pertukaran langsung: lebih mudah dan lebih murah, tetapi dengan risiko kebocoran dan pembekuan.
- litar tambahan: lebih mahal, tetapi mengelakkan turun naik suhu yang besar.
Perlu diingatkan bahawa, dengan menyerap haba daripada sumber suhu yang stabil seperti tanah bawah, sistem ini menawarkan prestasi yang berterusan dan cekap sepanjang tahun, tanpa mengira keadaan atmosfera.
Prestasi sistem penyaman udara
La kecekapan tenaga sistem penyaman udara geoterma adalah cemerlang: mereka mencapai prestasi sehingga 500% dalam penyejukan dan 400% dalam pemanasan. Ini bermakna bagi setiap unit tenaga yang digunakan, sehingga 5 unit tenaga haba boleh dijana dalam kes penyejukan.
Selain daripada kecekapannya yang tinggi, sistem ini mempunyai kelebihan kerana tidak bergantung pada turun naik tenaga suria atau angin, kerana Bumi menyediakan sumber haba yang berterusan.
Pengagihan tenaga panas bumi
Tenaga geoterma diedarkan ke seluruh planet, tetapi dengan kepekatan yang lebih besar di kawasan gunung berapi dan sesar tektonik. Kawasan seperti pantai Pasifik di Amerika dan Indonesia mempunyai potensi yang tinggi. Walau bagaimanapun, eksploitasinya boleh diperluaskan ke kawasan lain dengan teknologi penggerudian moden.
Kelebihan dan kekurangan tenaga geoterma
Kebaikan:
- Ketersediaan di seluruh planet.
- Tidak habis-habis pada skala manusia.
- Tenaga paling murah yang diketahui.
Kelemahan:
- Kemungkinan pelepasan gas sulfur.
- Penghantaran haba pada jarak jauh tidak boleh dilaksanakan.
- Kos pemasangan permulaan yang tinggi.
Masa depan tenaga geoterma
Potensi geoterma planet ini sangat besar, dengan tenaga yang cukup disimpan di bawah tanah untuk membekalkan keperluan tenaga dunia selama berjuta-juta tahun. Apabila teknik penggerudian semakin maju, penggunaan tenaga geoterma dijangka akan semakin meluas dalam proses perindustrian, pemanasan bangunan dan penjanaan elektrik.
Dengan pembangunan teknologi baharu seperti turbin tanpa bilah yang mampu menjana elektrik pada suhu yang lebih rendah, tenaga geoterma mempunyai masa depan yang menjanjikan untuk menjadi bahagian penting dalam bekalan tenaga global.
Oleh itu, tenaga geoterma bukan sahaja menawarkan alternatif yang bersih dan banyak, tetapi boleh membantu kita bergerak ke arah kebebasan tenaga yang lebih besar, sambil mengurangkan jejak karbon kita.