Nhiệt từ các nguồn hay mỏ địa nhiệt có thể khai thác nhờ sử dụng một chất lỏng tự nhiên của Quả Đất để làm chất làm việc vận chuyển nhiệt. Năng lượng nhiệt này có thể cho qua tuabin để phát điện hoặc dùng một cách trực tiếp cho các quá trình gia nhiệt hoặc chế biến nhiệt công nghiệp. Để khai thác các nguồn địa nhiệt người ta thường sử dụng phương pháp khoan như khai thác dầu hay khí đốt.
Đối với các nguồn địa nhiệt nông và nhiệt độ không cao (thấp hơn 1700C) thường người ta khai thác nhiệt một cách trự tiếp hoặc sử dụng gián tiếp qua bộ trao đổi nhiệt. Để sử dụng năng lượng địa nhiệt có hiệu quả thong thường người ta sử dụng ngay tại chỗ, nơi có nguồn địa nhiệt khai thác, vì khi dẫn nhiệt đi xa (ví dụ bằng ống dẫn) hao phí nhiệt sẽ lớn.
Để phát điện người ta có thể sử dụng một số hệ thống như: hệ thống hơi khô, hệ thống hóa hơi đơn, hệ thống hóa hơi kép, hệ thống hai tầng, hệ thống kết hợp.
a) Hệ thống hơi khô (dry steam system): Người ta lấy hơi nước từ các giếng đá khô
và sau đó cho trực tiếp qua tuabin để phát điện.
b) Hệ thống hóa hơi đơn (single flash system): Nước nóng từ nguồn địa nhiệt được
làm bốc hơi theo kiểu xung (nổ) và sau đó dẫn qua tuabin phát điện. Nước thải còn lại được đưa trở lại nguồn (mỏ) địa nhiệt.
c) Hệ thống hóa hơi kép (dual flash system): Trong hệ thống này hơi nước được tạo
146
đoạn 1 hơi nước được tách ra khỏi hỗn hợp nước nóng và hơi khi lấy dưới mỏ lên và cho qua tuabin phát điện. Nước nóng được tách ra lại được hóa hơi theo kiểu xung và lại được cho qua tuabin phát điện. Cuối cùng nước nóng thải còn lại được bơm trở lại nguồn địa nhiệt.
d) Hệ thống 2 tầng: Để tránh được hiện tượng ăn mòn và đóng cặn sinh ra khi chất
lỏng địa nhiệt đi trực tiếp qua hệ thống phát điện người ta dùng hệ thống 2 tầng nhờ bộ trao đổi nhiệt. Ở tầng thứ nhất chất lỏng địa nhiệt đượcc bơm từ giếng lên, đi qua bộ trao đổi nhiệt để truyền nhiệt cho chất lỏng làm việc. Sau đó nó được làm ngưng tụ và cho trở về nguồn địa nhiệt. Ở tầng thứ 2, một chất lỏng khác hoạt động theo chu trình kín, nhận nhiệt ở bộ trao đổi nhiệt, tới tuabin phát điện, qua bộ ngưng tụ, trở về bộ trao đổi nhiệt. Các nhà máy điện địa nhiệt hoạt động theo hệ thống 2 tầng này có thể được thiết kế theo nhiều kiểu khác nhau để tận dụng tối đa nguồn năng lượng địa nhiệt. Ví dụ như chất lỏng làm việc (trong chu trình thứ 2) có thể được cho hóa hơi trong các giai đoạn có áp suất và nhiệt độ khác nhau. Nhiệt năng từ bộ ngưng tụ chất lỏng làm việc lại có thể sử dụng để làm bốc hơi một chất lỏng làm việc thứ 2 và do đó công suất phát điện được tăng lên.
e) Hệ thống kết hợp: là hệ thống sử dụng đồng thời cả hơi nước và áp suất địa nhiệt. Trong hệ thống này hơi nước ở áp suất cao được dẫn qua hệ thống ống dẫn với vận tốc rất lớn và cho xả vào các tuabin hơi để phát điện. Động năng rất lớn của các dòng hơi trong các ống qua tuabin đã được chuyển thành điện năng.
Câu hỏi hiểu bài:
270. Anh (chị) hãy cho biết năng lượng địa nhiệt là gì?
271. Anh (chị) hãy cho biết nước ta có tiềm năng về năng lượng địa nhiệt như thế nào?
147
273. Anh (chị) hãy cho biết nước ta hiện nay có sản xuất năng lượng địa nhiệt hay không?
274. Anh (chị) hãy cho biết những khó khăn khi sản xuất năng lượng địa nhiệt? 275. Anh (chị) hãy cho biết năng lượng địa nhiệt sử dụng tuốc bin gì để sinh ra điện? 276. Anh (Chị ) hãy trình bày các công nghệ sử dụng trong năng lượng địa nhiệt? 277. Anh (Chị ) hãy trình bày công nghệ hơi khô là gì?
278. Anh (Chị ) hãy cho biết tại sao người ta phải sử dụng công nghệ hơi khô? 279. Anh (Chị ) hãy cho biết cộng nghệ hệ thống hóa hơi đơn là gì?
280. Anh (Chị ) hãy cho biết nhược điểm của hệ thống hóa hơi đơn? 281. Anh (Chị ) hãy cho biết ưu điểm của hệ thống hóa hơi đơn?
282. Anh (Chị ) hãy cho biết khi nào người ta sử dụng hệ thống hóa hơi đơn? 283. Anh (Chị ) hãy cho biết công nghệ hệ thống hai tầng là gì?
284. Anh (Chị ) hãy cho biết ưu điểm của hệ thống hai tầng? 285. Anh (Chị ) hãy cho biết nhược điểm của hệ thống hai tầng?
286. Anh (Chị ) hãy cho biết người ta áp dụng hệ thống hai tầng vào những trường hợp nào?
287. Anh (Chị ) hãy cho biết công nghệ hệ thống kết hợp là gì? 288. Anh (Chị ) hãy cho biết ưu điểm của hệ thống kết hợp? 289. Anh (Chị ) hãy cho biết nhược điểm của hệ thống kết hợp?
148
Chương 3
NĂNG LƯỢNG ĐẠI DƯƠNG
Tiềm năng năng lượng cùa các đại dương chứa trong sóng và thủy triều cũng như trong sự chênh lệch độ giữa lớp nước nóng trên bề mặt và các lớp nước lạnh ở dưới đáy các đại dương là vô cùng to lớn.
Gió thổi mạnh trên một khoảng không gian bao la trên các đại dương tạo ra sóng biển dữ dội và liên tục và mang theo một nguồn năng lượng có thể nói là vô tận. Thủy triều là kết quả của lực hút của Mặt Trời, Mặt Trăng đối với Quả Đất và do sự chuyển động của Quả Đất xung quanh Mặt Trời và sự quay xung quanh trục nghiêng của Quả Đất. Ở một số khu vực trên thế giới, múc nước biển dâng lên và hạ xuống trên 12m hai lần trong một ngày. Đại dương còn là một bộ thu năng lượng khổng lồ, hấp thụ năng lượng Mặt Trời dưới dạng nhiệt năng làm nóng lớp nước ở bề mặt và tạo ra sự chênh lệch nhiệt độ giữa lớp nước nóng ở bề mặt và nước lạnh dưới sâu. Tiềm năng của nguồn năng lượng nhiệt này cũng rất lớn.
Dưới đây chúng ta sẽ xem xét một cách chi tiết hơn về nguồn năng lượng của các đại dương.