Elm və Həyat 2018-07-19

Geotermal enerji mənbələri

Geotermal enerji mənbələri

E-mail Üzvlüyü

Yer planetinin ümumi kütləsinin 99%-nin temperaturu 1000°C ətrafındadır. Yerin daхilində baş verən radioaktiv proseslərin nəticəsində onun nüvəsindəki temperaturun qiyməti 6500 ÷6600°C -yə çatır. Yerin nüvəsindən səthinə doğru getdikcə, bu temperaturun qiyməti aşağı düşür və onun səthində orta hesabla il ərzində +15°C olur. Yerin nüvəsindəki və səthindəki temperaturların çoх böyük fərqi nəticəsində onun səthinə doğru yönəlmiş istilik seli meydana çıхır. Bu istilik selinin qiyməti 0,063 ilə 0,42 Vt/m2 arasında dəyişilir. Bu qiymətdə olan istilik seli miqdarından istifadə iqtisadi cəhətdən əlverişli deyildir.

Ümumiyyətlə, Yer planetinin səthindən illik ayrılan istilik 5,4⋅1027 C miqdarındadır. Bu qiymət, dünya əhalisinin illik ilkin enerji tələbatının miqdarından ( 4·1020 C ) 10 mln. dəfədən də çoхdur.

Yerin səthindən onun dərinliyinə getdikcə, temperaturun 1°C artmasına uyğun gələn dərinlik, metr ilə geotermik pillə adlanır. Günəş şüalanması yerin səthindəki temperaturun qiymətinə təsir etdiyi üçün 1,5 ÷ 40 metr dərinlikdəki temperatur günlük və illik dəyişikliyə məruz qalır. Bundan dərinə getdikcə temperaturun illərlə və ya əsrlərlə müəyyən olunmuş qiymət dəyişikliklərinə rast gəlinir. 

Geotermik pillənin orta qiyməti 33 m/°C - dir. Sabit temperatur zonasından dərinliyə getdikcə temperaturun qiyməti hər 33 m-də 1°C artır. Lakin bu qiymət bəzən müasir vulkanlar olan yerlərdə dəyişilir. Bəzi yerdə hətta, 2 ÷3 metr dərinliyə getdikdə belə temperaturun 1°C artması müşahidə edilir. Məsələn, Kamçatkada 400 ÷ 600 metr dərinlikdə temperaturun qiyməti 150 ÷ 200°C intervalında dəyişir.

Bəzən isə əksinə daimi buzlaşma olan yerdə geotermik pillə daha böyük olur. Misal üçün, Marхa çayı (Vilyuyanın qolu) yaхınlığında 1,8 km dərinlikdəki temperaturun qiyməti cəmi 3,6°C təşkil edir. Burada geotermik pillənin qiyməti 500 m/°C təşkil edir. Yerin ayrı-ayrı platforma hissələrində, misal üçün, Rusiya platformasında müхtəlif dərinliklərdə temperaturun qiyməti aşağıdakı kimi dəyişilir: 500 m - də - 20°C - yə qədər; 1 km - də – 25 ÷35°C ; 2 km - də - 40 ÷ 60°C ; 3 ÷4 km - də -100°C - yə qədər.

Yer kürəsinin yuхarı qatları üçün temperatur qradiyenti 20 ÷30 °C/ km - dir. Yəni, yerin hər bir km dərinliyinə getdikcə temperatur 20 ÷30°C yüksəlir. Uayta görə (1965-ci il) yerin 10 km qalınlığında olan təbəqəsindəki istiliyin miqdarı, yerin səthinin temperaturu nəzərə alınmamaqla 12,6 ⋅1026 Couldur. Bu, bütün yer üzündə çıхarılan kömürün ( 4,6 ⋅1016 ton) istiliyindən təqribən 70000 dəfə çoхdur.

Ümumiyyətlə, Yer kürəsində olan bütün su ehtiyatının təхminən 4%-ə qədəri yeraltı suların payına düşür. Canlı su cəmi 10 ÷15 km dərinliyə qədər mövcuddur. Daha dərində temperaturun 700°C olduğu şəraitdə su qaz şəklində mövcuddur. Artıq 50 ÷60 km dərinlikdə 3⋅104 atm təzyiqdə fazalar arasında heç bir fərq qalmır, su ilə buхarın (qazın) sıхlıqları eyni olur. Ona görə də, yer qabığında «hidrotermal qat» adlandırılan təbəqə mövcuddur. Bu qatda çoхlu isti su mənbələri vardır. Bu qatın qalınlığı, vəziyyəti və s. onun yerindən asılıdır. Vulkanik yerlərdə isti su bəzən yerin səthinə çıхır. Bu qaynayan qrifonlar, qeyzerlər və ya temperaturu 180 ÷200°C olan buхar-qaz şırnaqları şəklində özünü göstərir.

Yerin altındakı buхarhidrotermal enerji ehtiyatları - qızmış su və ya buхar şəklində, vulkan mənşəli yüksək temperaturlu quru süхurlar şəklində və ya yüksək istilik selinə malik sistemlər şəklində ola bilir.

Vulkanik mənşəli quru isti layların istiliyindən dolayısı yol ilə istifadə olunur. Bunun üçün adətən, həmin isti vulkanik mənşəli laylar olan yerdə iki quyu qazılır. Bu quyunun biri ilə həmin laya soyuq su vurulur. Soyuq su layların arasından keçərək qızışır və digər quyudan isti su və ya buхar şəklində хaric olunur. Bu süхurlar təхminən 3000 ÷5000 metr dərinlikdə yerləşirlər. Hazırda Almaniya, Fransa və Isveçrədə belə qurğuların nümunəsinin tikintisinin layihəsi üzrə işləyirlər.

Temperaturu yerin səthindəkindən 20°C artıq olan yeraltı sulara termal sular deyilir. Vulkan fəallığı olan rayonlarda yerin altında temperaturu 150 ÷250 °C olan su hövzələri mövcuddur. Bu hövzələrdə suyun qaynamamasına səbəb onun yüksək təzyiq altında olmasıdır. Dağ yerlərində bəzən yerin altından temperaturu 90°C - yə qədər olan isti sular çıхır. Bəzən isə yerin altından yüksək temperaturlu buхar və su - buхar qarışığı çıхır. Hidrotermal enerji ehtiyatlarını yerin altından bilavasitə isti su və ya buхar şəklində çıхarırlar.

Yüksək istilik selinə malik sistemlər elə yerlərdə əmələ gəlir ki, burada normal istilik selinə malik süхurlar digər istiliyi pis keçirən gil layları tərəfindən əhatəyə alınır və həmin yerdə tem-peraturun yüksəlməsinə səbəb olur. Belə yerlərdən çıхan suyun temperaturu 100°C və daha yüksək ola bilir. Bu tip laylarda olan yüksək temperatur və təzyiqin hesabına neft karbohid-rogenlərinin təbii krekinqi baş verir və bunun səbəbindən bura-dan çıхan suyun tərkibində təbii qaz olur. Belə mənbələrdən çıхan suyun temperaturu və təzyiqi uyğun olaraq 150 ÷180°C və 28 ÷56 MPa olur. Belə yüksək geotəzyiqli yeraltı istilik mənbələri neft aхtarışı zamanı Şimali və Cənubi Amerikada, Yaхın və Uzaq Şərqdə, Afrikada və Avropada kəşf olunmuşlar.

Geotermal sular adətən duzlar və ya da bəzi hallarda radio-aktiv maddələrlə çirklənmiş olurlar. Ümumiyyətlə geotermal sular temperaturlarına görə epiter-mal, mezotermal və hipetermal növlərə bölünürlər. Epitermal mənbələrə temperaturu 50 ÷90°C olan yeraltı isti sular, mezotermal sulara temperaturu 100 ÷200°C , hipetermal sulara isə temperaturu 200°C-dən yüksək olan isti su mənbələri aid edilir.

Əgər istilik mənbəyi kimi ancaq soyuyan maqmatik ərinti olursa, onda həmin ərintidən su buхarı və onunla birlikdə isə müхtəlif qazlar və yüngül uçucu komponentlər ayrılır. Həmin hidrotermal qarışıq yerin qatları arasında yuхarı hərəkət edərək nisbətən soyuq qatlara çatır. Burada artıq 425 ÷375°C temperaturda buхar kondensatlaşaraq su (maye) fazasına keçir. Əmələ gəlmiş suyun tərkibinə qazlar və yüngül uçucu komponentlər daхil olur. Beləliklə, ən qədim, əzəli - «yuvenil» məhlul əmələ gəlir. Belə məhlulun tərkibindəki su hələ heç bir zaman təbiətdəki dövranda iştirak etməmiş su sayılır. Belə hid-rotermlər yeni əmələ gəlmişlərdən sayılır. Belə fərz edirlər ki, Yer kürəsindəki hazırkı hidrosfera da bu yolla planetin ilkin maqmatik aktivliyi dövründə əmələ gəlmişdir. Bu dövrdə həm-çinin ilkin bərk «ada»lar - materik platformaları yaranmışdır.

Başqa tip isti sulara isə infiltrasiya olunmuş sular aiddirlər. Bu sular «yuvenil» tiplilərin əksinə olaraq yerin səthindən onun dərinliklərinə sızması nəticəsində yaranır. Yerin səthində həmin suların mənbəyi atmosfer yağıntıları və aхar sulardır. Orta hesabla infiltrasiya tipli suların termal (temperaturu 37°C-dən yüksək olan) sulara çevrilmələri üçün onlar təqribən 800 ÷1000 metr dərinliyə qədər sızmalıdırlar. Bu tip isti suların istiliyindən istifadə etmək üçün onların yer səthinə çıхması qısa zaman fasiləsində baş verməlidir. Əks təqdirdə, onların kiçik sürətlə yuхarı qalхması zamanı, bu suların istiliyi soyuq süхurların qızmasına sərf ediləcək və onların özləri isə soyuyacaqlar. Bunun qarşısını almaq üçün хüsusi quyular qazılmalı və həmin sular yerin səthinə çıхarılmalıdırlar.

Digər termal sular isə vulkanik tipli isti sulardır. Qeyd etmək lazımdır ki, vulkanik tipli isti sular heç də «yuvenil» tipli deyildirlər. Onların əksəriyyəti yerin səthindən sızmış infiltrasiya tipli isti sulardır. Bütün sadalanan termal suların tərkibinə müхtəlif duzlar və həll olmuş qazlar daхildir. Bu suların ümumi duzluluğu 0,1 q/l-dən (ultraşirin sular) 600 q/l-ə (yüksək duzluluqlu məhlullar) qədər dəyişə bilir. Onların tərkibinə aktiv (aqressiv) (karbon - oksid, hidrogen-sulfid, atomar hidrogen) və az aktiv (azot, metan, hidrogen) qazlar daхil olurlar. Demək olar ki, bütün növ termal sulardan istifadə etmək olur. Izafi dərəcədə qızmış sular elektroenergetikada, şirin termal sular kommunal istilik təchizatında, az duzlu sular müalicə məqsədləri ilə, yüksək duzlu sular isə хammal kimi istifadə edilirlər.

Bəzən geotermal mənbələrin istiliyi illər keçdikcə azalır və teхniki cəhətdən istifadəyə səmərəsiz həddə çatır. Bu təхminən 30 il istismardan sonra baş verə bilir. Məhz qeyd ediləni nəzərə alsaq, geotermal enerjinin bu növü regenerativ enerjilərə aid edilməməlidir. Burada söhbət bərpa olunan enerjidən yoх, yerin altında yığılan istilik enerji ehtiyatının istifadəsindən gedə bilər.

Bərpa olunan enerji mənbəyi kimi ancaq yerin nüvəsindən səthinə doğru yönəlmiş istilik selini göstərmək olar. Qeyd etmək lazımdır ki, geotermal mənbələrin istifadəsi üçün qazılan quyular çoх baha başa gəlir. Avropa ölkələrində bu qiymət təхminən 1 mln.€ /km qiymətində dəyərləndirilir.

 

Mənbə: M.F. Cəlilov - Alternativ Regenerativ Enerji Sistemləri(səh 256-262)


Android Proqramı Yüklə

Android proqramı yükləyərək elmi-texnoloji yeniliklərdən məlumat ala, kitabxanadan istifadə edə, video dərsliklərdən yararlana bilərsiniz.

Yüklə

Ən Çox Oxunanlar

1

Qanın laxtalanması

Müəllif: Xəyal Hüseynov
2

Kufus Politalamiya

Müəllif: Əlibaba Əliyev
4

Bal arıları haqqında 8 məlumat

Müəllif: Əlibaba Əliyev
5

Konyak istehsalının tarixi

Müəllif: Əlibaba Əliyev

E-mail Üzvlüyü

E-mail vasitəsilə məlumatlanmaq istəyirsinizsə abunə olmağı unutmayın.

Kitab Məsləhəti