Bài giảng Cơ sở nguồn và công nghệ năng lượng: Chương 9 - PGS. TS. Phạm Hoàng Lương

Bài giảng Cơ sở nguồn và công nghệ năng lượng - Chương 9: Năng lượng địa nhiệt, cung cấp những kiến thức như Khái niệm; Phân loại năng lượng địa nhiệt; Tiềm năng nguồn; Công nghệ năng lượng địa nhiệt; Ảnh hưởng môi trường. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Cơ sở nguồn và công nghệ năng lượng: Chương 9 - PGS. TS. Phạm Hoàng LươngHE4171 CƠ SỞ NGUỒN VÀ CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG ENERGY RESOURCE AND TECHNOLOGY BASICS 2(2-1-0-4) PGS. TS. PHẠM HOÀNG LƯƠNG Email: luong.phamhoang@hust.edu.vn Cell phone: 0904277121 1 CHƯƠNG 9NĂNG LƯỢNG ĐỊA NHIỆT Nội dung trình bày• Khái niệm• Phân loại• Tiềm năng nguồn• Công nghệ năng lượng địa nhiệt• Ảnh hưởng môi trường Khái niệm• Địa Nhiệt là nguồn nhiệt năng có sẵn trong lòng đất. Cụ thể hơn, nguồn năng lượng nhiệt này tập trung ở khoảng vài km dưới bề mặt Trái Đất, phần trên cùng của vỏ Trái Đất. Cùng với sự tăng nhiệt độ khi đi sâu vào vỏ Trái Đất, nguồn nhiệt lượng liên tục từ lòng đất này được ước đoán tương đương với với một khoảng năng lượng cỡ 42 triệu MW. Lòng đất thì vẫn tiếp tục nóng hằng tỷ năm nữa, đảm bảo một nguồn nhiệt năng gần như vô tận. Chính vì vậy Địa Nhiệt được liệt vào dạng năng lượng tái tạo.• Nguồn nhiệt lượng này được chuyển lên mặt đất qua dạng hơi hoặc nước nóng khi nước chảy qua đất đá nóng. Nhiệt lượng thường được sử dụng trực tiếp, ví dụ như hệ thống điều hòa nhiệt độ (bơm địa nhiệt), hoặc chuyển thành điện năng (nhà máy nhiệt điện).• Địa nhiệt là dạng năng lượng sạch và bền vững. So với các dạng năng lượng tái tạo khác như gió, thủy điện hay điện mặt trời, địa nhiệt không phụ thuộc vào các yếu tố thời tiết và khí hậu. Do đó địa nhiệt cũng có hệ số công suất rất cao, nguồn địa nhiệt luôn sẵn sàng 24h/ngày, 7 ngày trong tuần.• Các nhà máy địa nhiệt có giới hạn công suất từ 100 kW cho đến 100 MW, phụ thuộc vào nguồn năng lượng vào nhu cầu điện năng. Kỹ thuật này rất thích hợp cho điện khí hóa nông thôn và các ứng dụng mạng lưới mini (mini-grid), bên cạnh ứng dụng trong việc hòa mạng quốc gia. Các ứng dụng trực tiếp của địa nhiệt có thể góp phần tăng đáng kể sản lượng nông nghiệp và ngư nghiệp (nuôi trồng thủy hải sản) và cung cấp nhiệt cho các quá trình xử lý công nghiệp phụ trợ.Trường nhiệt độ trong lòng đất và ở bề mặt trái đất Phân loại• Có 4 dạng nguồn địa nhiệt khác nhau, trong đó chỉ có bồn trũng thủy địa nhiệt (hydrothermal reservoirs) là đã được đưa vào khai thác thương mại. 3 dạng còn lại, nước muối địa áp (geopressureed brine), đá khô nóng (dry hot rock) và magma, vẫn còn yêu cầu phát triển các kỹ thuật cao/tân tiến.• Bể thủy nhiệt là các bể chứa hơi hoặc nước nóng bị bẫy trong đá porous (Hình 1). Để sản xuất điện, hơi hoặc nước nóng được bơm từ các bể lên mặt đất để vận hành các turbin phát điện. Do nguồn hơi nước tương đối hiếm, nên hầu hết các nhà máy địa nhiệt sử dụng nguồn nước nóng.• Đá khô nóng: địa Phân loại (tiếp) nhiệt có thể được khai thác từ một số các nguồn đá khô, không thấm ở độ sâu khoảng 5-10 m dưới mặt đất, hoặc thậm chí nông hơn ở một số khu vực. Ý tưởng chủ đạo là bơm nước lạnh xuống nguồn đá khô này tại một giếng khoan, cho khối nước này chảy qua nguồn đá khô và được nung nóng, sau đó dẫn khối nước được nung nóng ra một giếng khoan khác và trữ trong bể địa nhiệt. Tuy nhiên hiện nay vẫn chưa có ứng dụng thương mại nào cho kỹ thuật này. Phân loại (tiếp)Magma: tất cả các kỹ thuật địa nhiệt hiện nay đều chỉ khaithác “gián tiếp” nhiệt năng từ lòng đất do magma chuyển lên.Hiện tại vẫn chưa có kỹ thuật này cho phép khai thác trực tiếpnhiệt lượng từ magma, mặc dù magma là nguồn nhiệt lượngcực kỳ dồi dào trong vỏ Trái Đất.Nước muối địa áp là dạng nước nóng, áp suất cao và chứamethane hòa tan. Cả nhiệt và methane đều có thể được sửdụng để sản xuất điện thông qua turbine. Sơ đồ một địa điểm địa nhiệtBoyle, Renewable Energy, 2nd edition, 2004 Suối nước nóng Clepsydra Geyser in Yellowstonehttp://en.wikipedia.org/wiki/Geyser Suối nước nóng Hot springs in Steamboat Springs area.http://www.eia.doe.gov/cneaf/solar.renewables/page/geothermal/geothermal.html Điểm mở của trái đất Clay Diablo Fumarole (CA) White Island Fumarole New Zealandhttp://lv o.wr.usgs.gov/cdf_main.htm http://v olcano.und.edu/v wdocs/volc_images/img_white_island_fumerole.html Các địa điểm địa nhiệt trên thế giớihttp://www.deutsches-museum.de/ausstell/dauer/umwelt/img/geothe.jpgTiềm năng nguồn năng lượng địa nhiệt• Bài tập về nhà Tình hình sử ...