"ما هي الطاقة الحرارية الأرضية؟
كيف تعمل الطاقة الحرارية الأرضية؟
أمثلة على الطاقة الحرارية الأرضية.

بشكل عام يتم توليد الطاقة (الكهرباء التقليدية) باستخدام مصادر الوقود الأحفوري مثل الفحم والنفط والغاز، ومع انخفاض مصادر الوقود الأحفوري بشكل خطير فإن أحد المصادر التي بالكاد استغلها البشر هي (الطاقة الحرارية الأرضية)، حيث يمكن أن توفر هذه الطاقة إمكانيات جذابة لسد هذه الفجوة وتوفير تكاليف طاقة هائلة.

 

ما هي الطاقة الحرارية الأرضية؟

 

هي عبارة عن الطاقة التي يتم حصادها من الحرارة الموجودة في الأعماق تحت سطح الأرض (باطن الأرض)، حيث تتكون هذه الحرارة الداخلية للأرض نتيجة التحلل الإشعاعي للمعادن وفقدان الحرارة المستمر من تكوين الأرض الأصلي، كما تعد هذه الطاقة بإنها شكل من أشكال الطاقة المتجددة والمستدامة؛ لأنها مصدر غير محدود ولا تساهم في أي انبعاثات غازات الدفيئة.

 

والطاقة الموجودة داخل الأرض لن تنضب أبداً مع مرور الوقت، وسوف تبقى كمصدر للحرارة لملايين السنين، ويمكننا تسخير تلك الطاقة التي ستكون أرخص، ويمكن أن تساعدنا في تقليل اعتمادنا على الوقود الأحفوري والاحتباس الحراري وقضايا الصحة العامة التي تنتج عن استخدامها.

 

كيف تعمل الطاقة الحرارية الأرضية؟

 

إن اللب الموجود تحت القشرة الأرضية يحتوي على الكثير من الحرارة، وكلما تعمقت تحت سطح الأرض زادت سخونتها، حيث يمكن لللب على سبيل المثال الذي يقع على بعد 6.437 كيلومتراً أو 4000 ميلاً تحت سطح الأرض أن يصل درجات الحرارة إلى حوالي 4200 درجة مئوية، كما ينبعث جزء من هذه الحرارة من عملية تكوين الأرض منذ حوالي 4 مليارات سنة.

 

وتنبع الحرارة المتبقية من التحلل المستمر للمواد المشعة تحت الأرض، وأن الحرارة الموجودة داخل قلب الأرض شديدة لدرجة أنها قد تُذوب الصخور الموجودة بالجوار، وتسمى الصخور المنصهرة بالصهارة، ونظراً لأن الصهارة أقل كثافة من التفاف الصخور حولها فإنها تُدفع إلى سطح الأرض، وفي بعض الحالات قد يدفع الضغط داخل اللب الصهارة للخروج من خلال الفتحات وتندفع إلى السطح وهي ظاهرة تُعرف بالثوران البركاني، ومع ذلك في معظم الحالات لا تخرج الصهارة من قشرة الأرض، وبدلاً من ذلك تقوم بتسخين الصخور القريبة بالإضافة إلى المياه المحبوسة داخل هذه الصخور.

 

وفي بعض الحالات يؤدي تسخين المياه إلى تراكم الضغط في الداخل وإجبار الماء على الهروب من خلال فتحات في الأرض تصل ذروتها إلى برك من الماء الساخن، حيث يشار إليها عادةً باسم الينابيع الساخنة أو تمزق البخار والماء الساخن والمعروف ايضاً باسم السخانات، كما تشكل المياه الساخنة التي تبقى تحت سطح الأرض برك تعرف باسم الخزانات الحرارية الأرضية.

 

وللحصول على هذه الحرارة يتم ضخ الماء في بئر الحقن، ومن ثم يتم ترشيحها من خلال الشقوق في الصخور، حيث تكون في درجة حرارة عالية، ومن ثم يعود الماء عبر بئر الاسترداد تحت ضغط على شكل بخار، ويتم التقاط هذا البخار واستخدامه لتشغيل المولدات الكهربائية.

 

-لإنتاج الطاقة الحرارية الأرضية يجب استغلال الماء الساخن من الخزان الجيوحراري، ويوجد هناك ثلاث تقنيات تُستخدم للاستفادة من هذا الماء الساخن:

 

الطاقة الحرارية الأرضية المباشرة: تُستخدم هذه التقنية عادةً في المواقع التي تكون فيها الخزانات الحرارية الأرضية والينابيع الساخنة قريبة من سطح الأرض، حيث يتم حفر الفتحات من الأرض إلى الخزان الحراري الأرضي ويتم ضخ الماء الساخن مباشرة إلى المنازل والمباني لأغراض التدفئة، كما يتم ضخ الماء الساخن عبر مبادل حراري ينقل الحرارة من الماء الساخن إلى نظام تدفئة المنزل، ثم يُسمح للمياه المستخدمة بالتدفق مرة أخرى إلى الخزان الحراري الأرضي لإعادة تسخينها.

 

المضخة الحرارية الأرضية: تسمى هذه المضخة الحرارية الأرضية عادةً بمضخة حرارة "