مصادر الطاقة الحرارية الأرضية

مصادر الطاقة الحرارية الأرضية نتحدث عنه من خلال مقالنا هذا كما نذكر لكم مجموعة متنوعة أخرى من الفقرات المميزة مثل مزايا الطاقة الحرارية الأرضية والطاقة الحرارية الجوفية و الختام عيوب الطاقة الجرارية الجوفية تابعوا السطور القادمة.

مصادر الطاقة الحرارية الأرضية

تعد الطاقة الحرارية الصورة الأساسية التي يمكن أن تتحول كل صور الطاقة إليها كما أنها تعد الأساس الذي يقوم عليه الأنشطة البشرية والحيوانية والنباتية، وقد تتنوع مصادر الطاقة الحرارية وسيتم ذكر أهم هذه المصادر فيما يأتي: الطاقة الحرارية الأرضية تتولد هذه الطاقة في باطن الأرض ثم تشع حرارتها إلى السطح وتكمن أهميتها بأنّها مصدرًا للطاقة المتجددة.
-الحركة طاقة حرارية.
الطاقة الشمسية تعتبر الشمس مصدرًا لمعظم أنواع الطاقة التي يستخدمها البشر يوميًا، وحيث أنّ الشمس تسمح للنباتات بالنمو وإنتاج غذائها كما أنّها تعتبر إحدى مصادر الطاقة المتجددة المستخدمة لإنتاج الحرارة والكهرباء.
-الطاقة النووية
تستغل المفاعلات النووية في محطات الطاقة النووية طاقة التحلل الإشعاعي في اليورانيوم أو العناصر الأخرى الطاقة الحرارية الناتجة عن التفاعلات النووية؛ لغلي الماء والذي بدوره يعمل على تحريك التوربينات والمولدات الكهربائية، وبالإضافة إلى ذلك فإنّ الطاقة النووية تمثل نسبة 20٪ من الكهرباء المنتجة في الولايات المتحدة.
– الاحتكاك
تنشأ الطاقة الحرارية من قوة الاحتكاك ولتوضيح كيفية حدوث ذلك فمثلًا في حالة دفع رجل لصندوق بسرعة ثابتة على أرضية خشنة فإن ذلك العمل المنجز لم يتم تخزينه كنوع من أنواع الطاقة الأخرى فنتج عن ذلك نقل الطاقة إلى طاقة حرارية تنتج بين الصندوق والأرضية مما يؤدي إلى رفع درجة حرارتهما.
– قوة السحب
تعد قوة السحب على جسم متحرك بسبب سائل كالماء إحدى مصادر الطاقة الحرارية والتي تعتبر مثالًا على القوة غير المحافظة، فعندما يتحرك جسم ما عبر مائع يتم نقل بعض الزخم وضبط حركة هذا المائع وفي حالة وقوف الجسم عن الحركة فسيظل بعضًا من الحركة العشوائية المتبقية للسائل والتي تتوزع بين جزئياته وينتج عن هذه الحركة طاقة حرارية.

مزايا الطاقة الحرارية الأرضية

-إمكانيات هائلة:
بشكل عام يبلغ استهلاك الطاقة في جميع أنحاء العالم حالياً حوالي 15 تيراواط، وهو بعيد عن إجمالي الطاقة الكامنة المتاحة من مصادر الطاقة الحرارية الأرضية، وبينما لا يمكننا استخدام معظم الخزانات التي تنتج الكهرباء ولكن هناك أمل في أن يزداد عدد موارد الطاقة الحرارية الأرضية القابلة للاستغلال مع استمرار البحث والتطوير في الصناعة، حيث تشير التقديرات حالياً إلى أن محطات الطاقة الحرارية الأرضية يمكن أن توفر ما بين 0.0035 و 2 تيراواط من الطاقة.
-صديقة للبيئة:
تعد الطاقة الحرارية الأرضية أكثر ملاءمة للبيئة من مصادر الوقود التقليدية مثل الفحم وأنواع الوقود الأحفوري الأخرى، وبالإضافة إلى ذلك فإن البصمة الكربونية لمحطة توليد الطاقة الحرارية الأرضية منخفضة، وفي حين أن هناك بعض التلوث المرتبط بالطاقة الحرارية الأرضية إلا أن هذا ضئيل نسبياً عند مقارنته بالوقود الأحفوري.
– التدفئة والتبريد
عادةً يتطلب الاستخدام الفعال للطاقة الحرارية الأرضية لتوليد الكهرباء درجات حرارة مياه قد تزيد عن (150 درجة مئوية) لتشغيل التوربينات، ويمكن أيضاً استخدام فرق درجة الحرارة بين السطح ومصدر الأرض لتوليد الكهرباء، ونظراً لأن الأرض بشكل عام أكثر مقاومة للتغيرات الحرارية الموسمية من الهواء يمكن أن تعمل كمشتت بمضخة حرارية أرضية على بعد مترين فقط من السطح، وبالتالي توفير التدفئة والتبريد بشكل مريح من الأرض.
– الطاقة الحرارية الأرضية مصدر موثوق للطاقة المتجددة:
قد تتمتع الطاقة الحرارية الأرضية بالعديد من المزايا عند مقارنتها بالمصادر المتجددة الأخرى مثل الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح أو الكتلة الحيوية، حيث إنها مصدر ثابت بشكل استثنائي للطاقة، مما يعني أن هذه الطاقة لا تعتمد على الرياح ولا الشمس، وهي متاحة طوال العام، وعند النظر إلى عامل التوفر الذي يوضح مدى موثوقية وثبات مصادر الطاقة المحددة تحتل الطاقة الحرارية الأرضية المرتبة الأولى، وهي تتفوق على المجموعات الأخرى، مما يدعم حجة استقلالها عن الظروف الخارجية غير الثابتة عند التسليم الطاقة.

الطاقة الحرارية الجوفية

– هي مصدر طاقة بديل ونظيف ومتجدد، وهي طاقة حرارية مرتفعة ذات منشأ طبيعي مختزنة في الصهارة في باطن الأرض. حيث يقدر أن أكثر من 99% من كتلة الكرة الأرضية عبارة عن صخور تتجاوز حرارتها 1000 درجة مئوية.
وترتفع درجة الحرارة بزيادة تعمقنا في جوف الأرض بمعدل نحو 2.7 درجة مئوية لكل 100 متر في العمق، أي أنها تصل إلى معدل 27 درجة مئوية على عمق كيلومتر أو 55 على عمق كيلومترين وهكذا.
-ويستفاد من هذه الطاقة الحرارية بشكل أساسي في توليد الكهرباء، ويتطلب ذلك حفر أنابيب كثيرة إلى أعماق سحيقة قد تصل إلى نحو 5 كيلومترات وفي بعض الأحيان تستخدم المياه الساخنة للتدفئة عندما تكون الحرارة قريبة من سطح الأرض، ونجدها على عمق 150 متر أو أحيانا في مناطق معينة على صورة ينابيع حارة تصل إلى سطح الأرض.
-هذة الطاقة المتجددة، نظريا، يمكن أن تكفي لتغطية حاجة العالم من الطاقة لمدة 100.000 سنة قادمة إلا أن تحويلها إلى طاقة كهربائية هي عملية باهظة التكاليف بسبب عمليات الحفر إلى أعماق سحيقة والحاجة إلى أنابيب كثيرة لاستخراج الماء الساخن بكميات وفيرة، وذلك رغم أن الطاقة الأساسية (المادة الأولية) مجانية وهي متوفرة بكثرة لكن صعب الحصول عليها.

عيوب الطاقة الجرارية الجوفية

– التقيد بموقع المحطة
من أكبر عيوب الطاقة الحرارية الجوفية عند استخراجها هو التقيد بمواقع المحطات بالتالي علينا بناء المزيد من المحطات للعمل على مساحات شاسعة مما يكلفنا الكثير.
-الزلازل
تتغير البنية الأرضية نتيجةً لعملية الحفر عند القيام باستخراج الطاقة الحرارية الجوفية بالقرب من محطات الطاقة. هذه التغيرات تعمل على إحداث الزلازل، ولكن معظم المحطات تكون بعيدة عن المناطق السكنية بالتالي ليس هناك منها أي ضرر.
– الضرر على البيئة
الطاقة الحرارية الجوفية لا تقوم بإطلاق أي غازات دفيئة عند استخراجها، لكن هناك بعض الغازات الدفيئة المخزنة تحت سطح الأرض مثل كبريتيد الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون. يتم إطلاقهام في الغلاف الجوي أثناء عملية الاستخراج.
-حدوث هبوط للأرض
يحدث هبوط تدريجي للأرض فقط في المناطق التي يتم بناء فيها محطات الطاقة مما يؤدي إلى تلف الطرق والمباني السكنية وغيره.