메인 과학 및 기술 지열 에너지 설명 : 지열 에너지의 작동 원리

지열 에너지 설명 : 지열 에너지의 작동 원리

내일의 별자리

지구 표면 깊숙한 곳에는 녹은 암석, 뜨거운 물, 고압 가스의 거대한 저수지가 있습니다. 과학자와 엔지니어는 이러한 공급품을 지열 에너지 원으로 활용했습니다.



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지열 에너지 란?

지열 에너지는 지구 표면 아래의 열 에너지를 사용하는 재생 가능 에너지 원입니다. 아이슬란드의 온천과 옐로 스톤 국립 공원의 간헐천은 지각을 뚫은 지열 저수지의 예입니다. 인간은 수천 년 동안 지열 자원을 사용해 왔습니다.

미국 에너지 부와 같은 정부 기관은 재생 가능한 에너지 생산 수단을 모색함에 따라 유틸리티, 기업 및 개인이 산업 공정에 전력을 공급하고 전기를 생성하는 수단으로 지구의 열을 활용하도록 장려합니다. 이로 인해 최근 지열 기술이 급증했습니다.

지열 에너지는 어떻게 작동합니까?

지열 에너지는 지열 발전소에서 전기를 생산할 수 있습니다. 지열 히트 펌프를 통해 가정용 난방 원으로 직접 사용할 수도 있습니다.



  • 지열 전기 생산 : 대부분의 발전소는 물을 끓여서 전기를 만들어 증기를 생성합니다. 그런 다음 증기는 전류를 생성하는 거대한 터빈을 회전시킵니다. 지열 발전소도이 방법을 사용합니다. 석탄이나 천연 가스와 같은 화석 연료를 사용하여 증기를 생산하는 대신 지하 저수지에서 자연적으로 가열 된 물을 사용합니다. 지열 발전 (건식 증기 방식, 플래싱 방식 및 이원 순환 시스템 포함)에는 다양한 변화가 있지만 모두 자연적으로 고온의 지열 유체를 활용합니다.
  • 지열 난방 시스템 : 지열 난방 시스템은 지열 수를 사용하여 가정, 사무실 및 공장의 라디에이터를 가열합니다. 아이슬란드의 많은 지역을 포함한 일부 지역에서는 온천의 지열 수가 가정용 수도꼭지에서 나오기도합니다. 지열 시스템은 지열 히트 펌프를 사용하여 건물에서 지상으로 열을 이동함으로써 냉각 시스템으로도 기능 할 수 있습니다. 그런 다음 시스템은 그 뜨거운 공기를 지표면 아래의 저온 공기로 대체합니다.
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지열 에너지의 4 가지 장점

지열 에너지는 다양한 이유로 유용합니다.

  1. 잠재적으로 전 세계에서 사용할 수 있습니다. . 상당한 투자로 지열 에너지는 지구상의 거의 모든 곳에서 이용할 수 있습니다. 지열의 원천은 지구의 핵심과 지각판의 움직임이지만, 사용 가능한 모든 지열 저장소는 지각에서 발견됩니다 (때로는 표면 아래 몇 피트).
  2. 일정한 기저 부하 전력을 제공합니다. . 일단 탭하면 지열 원은 지속적인 전력을 제공하며 태양열 및 풍력과 같은 다른 재생 가능 에너지 원의 경우처럼 효율성을 작동하는 데 배터리가 필요하지 않습니다.
  3. 화석 연료보다 온실 가스 배출량이 적습니다. . 지하 열원을 두드리는 것은 메탄 (CH4) 및 이산화탄소 (CO2)와 같은 온실 가스의 방출을 수반하지만 석탄, 석유 또는 천연 가스를 태울 때 발생하는 온실 가스 배출 수준에 근접하지 않습니다.
  4. 기존 화석 연료 인프라를 활용할 수 있습니다. . 산업과 유틸리티가 화석 연료 , 이러한 소스는 동일한 지역에서 지열의 도입을 촉진 할 수 있습니다. 유정과 가스정은 이미 지열을 활용하는 데 필요한 시추를 완료했으며, 이로 인해 많은 엔지니어가 화석 연료와 지열 발전에 동일한 우물을 사용하는 것을 제안했습니다.

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2 지열 에너지의 단점

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화석 연료에 비해 몇 가지 분명한 이점에도 불구하고 지열 에너지 시스템은 아직 상당한 시장 점유율을 주장하지 못했습니다. 이에 대한 두 가지 주요 이유가 있습니다.

우동은 무엇으로 만들어졌나요
  1. 시작 비용이 높습니다. . 인프라가 구축되면 지열 전기 생산과 지열 난방이 비용 효율적일 수 있습니다. 그러나 해당 인프라를 만드는 것은 비용이 많이 듭니다. 지열 저수지에 도달하려면 승무원이 울창한 기반암을 뚫고 들어가야합니다. 시추는 노동 집약적이고 시끄 럽습니다. 일부 지방 자치 단체 및 주택 소유자 협회에서는이를 허용하지 않습니다.
  2. 많은 위치에서 새로운 기술이 필요합니다. . 지열 시스템이 에너지 효율을 제공하려면 지열 필드에서 그 위의 공기로 유체가 자연스럽게 흐르고 있어야합니다. 지구 육지 면적의 약 10 %만이이 유체 흐름에 도움이됩니다. 향상된 지열 시스템 (EGS)이라는 새로운 기술은 지구 표면 아래 깊은 곳에서 뜨거운 암석을 분해하여이 문제를 해결할 수 있습니다. 이 암석에는 물이 주입되어 에너지 사용을 위해 표면으로 올라 오는 증기가됩니다. 사용 된 저온의 물은 주입 정을 통해 지구로 반환됩니다. 이러한 심층 시추는 이산화탄소와 메탄 배출을 생성 할 수 있지만, 지열 프로젝트는 폐쇄 루프에서 지열 유체를 순환시켜 결국이 문제를 해결할 수 있습니다.

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