انرژی زمین گرمایی
دانشمندان بدنبال اکتشاف میادین فورانی انرژی آب گرمایی در اقیانوس اطلس میباشند
در ماموریت فوق محققین و کارشناسان در روی زمین و در دریا به طریق الکترونیکی با یکدیگر در ارتباطند.
دانشمندان بین المللی که از طریق موسسه ملی اقیانوس شناسی و جوشناسی ایالات متحده (ان. او. ا. ا.) تامین اعتبار شده اند در حال انجام ماموریت با اهمیتی هستند که عبارت از تحقیق و اکتشاف شهر گمشده اسرارآمیز میدان فورانی آب گرمایی در اقیانوس اطلس است.
یک خروجی یا برونراه فورانی آب گرمایی عبارتست از شکافی در سطح سیاره زمین که ممکن است در کف دریا واقع شده باشد، و از آن روزنه آب جوشان مرکز زمین را با فشار به بیرون فوران میدهد. برخلاف سایر نقاط اعماق دریا، نواحی اطراف یک برونراه آب گرمایی از نظر زیست شناختی حاصلخیز است، و غالبا میزبان اجتماعات پیچیده زیست شناختی است که از طریق مواد شیمیایی که در مایعات خروجی از برونراه حل میشوند، تغذیه میگردند.
چهار تن از دانشمندان مزبور همراه با اقیانوس شناس نامی دانشگاه رود آیلند ، باب بالارد ، بر کشتی تحقیقاتی ان. او. ا. ا. به نام رونالد اچ. بروان سفر و تحقیق میکنند. مابقی 21 نفر دانشمند همراه با اقیانوس شناس دانشگاه واشنگتن (یو. دبلیو.) خانم دبورا کِلی از داخل کلاس درس در دانشگاه واشنگتن کار را دنبال میکنند.
بر اساس گزارشی که در 28 ژوئیه توسط دانشگاه واشنگتن در اختیار مطبوعات گذاشته شد، کلاس درس مزبور به نوعی طراحی و تجهیز شده که دانشمندان میتوانند مستقیما با همکاران خود روی کشتی در ارتباط باشند، به تلاشهای تحقیقاتی آنان کمک کنند و خط دهند، در جریان پیشرفت کاری آنان بلافاصله قرار گیرند، و ارتباط دائمی خود را با ناوبری و مسافران کشتی بروان حفظ کنند. بعلاوه کل عملیات بوسیله مرکز فرماندهی واقع در دانشگاه رود آیلند پشتیبانی و هدایت میشود.
عملیات اکتشافی 23 ژوئیه تا اول اوت بیانگر بازگشتی به میدان برونراهی شهر گمشده است که ابتدا در سال 2000 در حین یک گشت دریایی توسط بنیاد ملی علم ایالات متحده کشف شد. میدان کشف شده بر قله یک کوه در اعماق اقیانوس اطلس واقع است و شامل یک برونراه عظیم 18 طبقه ایست که بلندترین خروجی آب گرمایی است که تا کنون دیده شده است.
خانم پروفسور کِلی در این مورد میگوید : " استقرار اکثریت اعضاء یک تیم علمی اقیانوس شناسی در روی خشکی کاریست که هرگز تا کنون امتحان نشده بود. این راهکار درهای جدیدی را بروی محققین خواهد گشود و فرصتی به گروه های بسیار گسترده تر محققین خواهد داد که اعماق اقیانوسها را اکتشاف نمایند."
دانشمندان روی خشکی و روی ناو بروان هر دو بطور یکسان به وسائط نقلیه آرگوس و هرکول که به طریق کنترل از راه دور اداره میشوند دسترسی دارند، و میتوانند اعماق اقیانوس و میدان مزبور را همزمان و در زمان واقعی ببینند.
استاد زمین شناسی دانشگاه دوک، جف کارسون، میگوید : " سیستم قوی روشنایی و نور پردازی امکانات بی سابقه ای در اختیار ما قرار داده که مناطق وسیعی از کف دریا و نیز بخشهایی از ساختارهای زمین شناسی عمده آب گرمایی را، که قبلا یا ندیده بودیم یا تنها به نگاهی دزدکی بسنده کرده بودیم، به وضوح ببینیم."
مرکز زمین( به عمق تقریبی 6400 کیلومتر)که در حدود 4000 درجه سانتیگراد حرارت دارد، به عنوان یک منبع حرارتی عمل نموده و موجب تشکیل و پیدایش مواد مذاب با درجه حرارت 650 تا 1200 درجه سانتیگراد در اعماق 80 تا 100 کیلومتری از سطح زمین می گردد. بطورمیانگین میزان انتشار این حرارت از سطح زمین که فرایندی مستمر است معادل 82 میلی وات در واحد سطح است که با در نظر گرفتن مساحت کل سطح زمین(10*1/5 متر مربع) ، مجموع کل اتلاف حرارت از سطح آن، برابر با 42 ملیون مگاوات است. در واقع این میزان حرارت غیر عادی، عامل اصلی پدیده های زمین شناسی از جمله فعالیتهای آتشفشانی، ایجاد زمین لرزه ها، پیدایش رشته کوه ها( فعالیتهای کوه زایی) و همچنین جابجایی صفحات تکتونیکی می باشد که کره زمین را به یک سیستم دینامیک تبدیل نموده و پیوسته آن را تحت تغییرات گوناگون قرار می دهد.
امروزه با بهره گیری از فنآوریهای موجود، تنها بخش کوچکی از این منبع سرشار مهار شده و بطور اقتصادی قابل بهره برداری است.
بنابراین انرژی زمین گرمایی، همان انرژی حرارتی قابل استحصال از پوسته جامد زمین است. انرژی زمین گرمایی بر خلاف سایر انرژی های تجدیدپذیر منشاء یک انرژی پایدار با فاکتور دسترسی 100% است که بطور شبانه روزی در طول سال قابل بهره برداری است.
از انرژی زمین گرمایی در دو بخش کاربردهای نیروگاهی( غیر مستقیم) و غیر نیروگاهی ( مستقیم) استفاده می شود. تولید برق از منابع زمین گرمایی هم اکنون در 22 کشور جهان صورت میگیرد که مجموع قدرت اسمی کل نیروگاههای تولید برق از این انرژی بیش از 8000 مگاوات می باشد. این در حالی است که بیش از 64 کشور جهان نیز با مجموع ظرفیت نصب شده بیش از 15000 مگاوات حرارتی از این منبع انرژی در کاربردهای غیر نیروگاهی بهره برداری می نمایند.
نیروگاه زمین گرمایی تبخیر آنی
در این نیروگاه ها سیالی که معمولاً به حالت دوفاز مایع و بخار از اعماق زمین واز طریق چاه های زمین گرمایی استخراج می شود به مخزن جدا کننده هدایت شده و بدینوسیله فاز بخار از فاز مایع جدا می شود.بخار جدا شده وارد توربین شده و باعث چرخش پره های توربین می شود.پره ها نیز به نوبه خود محور توربین و در نتیجه محور ژنراتور رابه حرکت وا می دارند که باعث بوجود آمدن قطبهای مثبت و منفی در ژنراتور شده و در نتیجه برق تولید می شود.
نیروگاه زمین گرمایی با چرخه دو مداره(باینری(