Pełny numer elektro.info 7-8/2017 tylko dla Ciebie [PDF]

wystarczy założyć konto w portalu elektro.info.pl

Gejzery i ich wykorzystanie w elektroenergetyce

Elektrownia geotermiczna Wairakei w Nowej Zelandii
Elektrownia geotermiczna Wairakei w Nowej Zelandii
Stefan Gierlotka

Gejzery to źródła wyrzucające w powietrze gorącą wodę i parę. Występują w obszarach wulkanicznych czerpiąc energię cieplną z rozgrzanych skał magmowych pod powierzchnią ziemi. Otwór erupcyjny gejzeru na powierzchni ziemi jest ujściem wąskiego przewodu skalnego połączonego z bocznymi krętymi kanałami i podziemnymi kawernami. Gromadzą się w nich wody gruntowe, które są ogrzewane ciepłem otaczających skał do temperatury wrzenia.

Gejzery to źródła wyrzucające w powietrze gorącą wodę i parę. Występują w obszarach wulkanicznych czerpiąc energię cieplną z rozgrzanych skał magmowych pod powierzchnią ziemi. Otwór erupcyjny gejzeru na powierzchni ziemi jest ujściem wąskiego przewodu skalnego połączonego z bocznymi krętymi kanałami i podziemnymi kawernami. Gromadzą się w nich wody gruntowe, które są ogrzewane ciepłem otaczających skał do temperatury wrzenia.

Gdy temperatura wrzenia zostaje osiągnięta, część wody zostaje wypchnięta w górę przez powstającą parę do kanału erupcyjnego i wyrzucona na zewnątrz. W wyniku spadku ciśnienia przy ujściu kanału na powierzchni ziemi, spada temperatura wrzenia wody, która zamienia się w parę. Wzmaga to siłę wyrzutu wrzącej wody i pary, która jako fontanna wzbija się na wysokość nawet do 70 m. Po erupcji woda ponownie zaczyna wypełniać podziemne kanały i kawerny, a cykl powtarza się w pewnych odstępach czasu. Gejzery wybuchają z różną częstotliwością, od kilkudziesięciu minut do kilkunastu dni.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!


Nazwa gejzer pochodzi od nazwy najbardziej znanego gejzeru na Islandii Geysir, co znaczy „Wielki Wytryskiwacz”. Islandzkie słowo „gjósa” znaczy „tryskać, wybuchać”. Pierwsze badania gejzerów przeprowadził na Islandii Lord G. Mackenzie w 1810 roku, który przypuszczał o istnieniu podziemnej komory połączonej z wąską gardzielą gejzeru. Zgromadzona w niej gorąca woda i para pod wpływem ciśnienia jest wyrzucana periodycznie z kanału erupcyjnego. W 1837 roku K. Niddy twierdził, że pod gejzerem znajduje się rozgałęziony system kanałów połączony z głównym kanałem erupcyjnym. W kanałach gromadzi się para wodna, która wyrzuca gwałtownie na zewnątrz wodę, gdy ciśnienie pary przekroczy ciśnienie wytworzone przez słup wody w głównym kanale. Niemiecki chemik Robert Wilhelm Bunsen (konstruktor laboratoryjnego palnika gazowego) w 1846 roku stwierdził, że ciśnienie wytwarza się pod ciężarem słupa wody w przewodzie wylotowym gejzeru, wskutek czego woda posiada temperaturę wrzenia znacznie większą niż 100°C.



Gdy w danym ciśnieniu, którego wartość zależy od wysokości słupa wody w kanale, woda osiągnie temperaturę wrzenia, tworzy się para, która podnosi słup wody i wyrzuca go częściowo na zewnątrz. Przy ujściu kanału na powierzchnię ciśnienie ulega zmniejszeniu, co powoduje gwałtowne przejście wody w parę i gwałtowną erupcję. Badania gorących źródeł i aktywności gejzerów w 1940 roku prowadził Th.Thorkelsson. Stwierdził, że woda w gejzerze zawiera azot i metan, które unosząc się ku górze w strefie niskiego ciśnienia tworzą liczne bańki, podobne do baniek gazowych w odkorkowanej butelce z wodą sodową. W tych bańkach gazowych gromadzi się również para wodna, dzięki czemu silnie zwiększają one swoją objętość. Przy niedużym słupie wody następuje jej zagotowanie i wybuch gejzeru. Największe skupisko gejzerów znajduje się w USA w Parku Narodowym Yellowstone położonym w Górach Skalistych nad rzeką Yellowstone, prawobrzeżnym dopływem Missouri.

Znajduje się tam ponad 200 aktywnych gejzerów. Najbardziej imponującym jest gejzer Old Faihful (Wielki Pedant), który wybucha 22 razy dziennie na wysokość ponad 50 m. Obecnie erupcje następują w odstępach od 50 do 120 minut. Grand Geyser wyrzuca wrzącą wodę na wysokość do 60 m. Erupcje występują dwa razy dziennie w ciągu 12 minut, w seriach po cztery silne wybuchy. Najwyższy gejzer na świecie, Steamboat Geyser (Parostatek), wynosi słup wrzącej wody na wysokość do 90 m. Czasu kolejnej pełnej erupcji nie można przewidzieć (Czytaj więcej na ten temat). Mniejsze wytryski, na wysokość 3 - 12 m, zdarzają się kilka razy dziennie. W Rosji, na Kamczatce, największe zgrupowanie gejzerów występuje w Dolinie Gejzerów położonej około 130 km od Pietropawłowska. Jest tam około 200 gejzerów, w tym cztery gejzery wytryskują na wysokość od 30 do 70 m. Są to gejzery Wielikan (Olbrzym), Fontan (Fontanna), Pierwieniec (Pierworodny), Trojnoj (Potrójny). Wybuchy tych gejzerów występują w różnych odstępach czasu. Przez środek doliny płynie ciepła rzeka Giejziernaja.

W elektrowni typu ORC są dwa obiegi ciepła. Pierwszy obejmuje dopływ wody geotermalnej do wymiennika ciepła. W drugim, obejmującym turbinę, cyrkuluje lekki węglowodór grzany w wymienniku ciepła. W Nowej Zelandii, przez centralne tereny Wyspy Północnej przechodzi szeroki na 40 km pas aktywności geotermicznej. Przecina on wyspę z południowego zachodu na północny wschód – od wulkanu Mt. Taranaki przez Tongariro National Park, Taupo, Rotora aż po White Island, która jest wierzchołkiem podmorskiego, ciągle czynnego wulkanu. W rejonie geotermalnym na głębokości 1000 m pod ziemią, panuje temperatura około 280°C. Elektrownia geotermiczna Wairakei o mocy 153 MW wykorzystuje parę wodną pozyskiwaną z około 200 odwiertów, których głębokość dochodzi do 1500 m. Woda geotermalna o temperaturze 260°C jest doprowadzana do rozprężacza pary, gdzie wytwarza się około 1400 ton pary w ciągu godziny. Para przesyłana jest do turbin elektrowni rurociągami o średnicy 1000 mm z prędkością przepływu około 200 km/h. W Nowej Zelandii 7% energii elektrycznej jest wytwarzana w elektrowniach geotermicznych, 75% energii w elektrowniach wodnych, a pozostałe 18% w elektrowniach opalanych węglem, mazutem i gazem. Elektrownie geotermiczne znajdują się tylko na Wyspie Północnej, a wodne na Wyspie Południowej, w rejonie Alp Nowozelandzkich. Wyspę Północną od Wyspy Południowej dzieli Cieśnina Cooka, przez którą poprowadzono podwodny wysokonapięciowy kabel elektroenergetyczny. Przesył energii z Wyspy Południowej na Północną odbywa się prądem stałym.

literatura

  1. S. Gierlotka, Geotermiczne elektrownie Islandii, „elektro.info” 4/2008.
  2. K. Maślankiewicz, Wulkany i człowiek, WSiP, Warszawa 1976.
  3. W. Mizerski, Geologia dynamiczna, PWN, Warszawa 2000
Artykuł pochodzi z: miesięcznika elektro.info 6/2009

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie


Konkurs z nagrodami! Zobacz które miejsce zdobędziesz »

Kable i przewody - pobierz bezpłatny Ebook »

Konkurs dla elektryków Ebook
Jesteś specjalistą z branży elektrycznej lub teletechnicznej?
Weź udział w pierszej edycji Ligi Specjalistów i poczuj emocje związane z rywalizacją w konkursie! Zaglądaj na stronę ligaspecjalistow.pl i odpowiadaj na pytania ze swojej branży.  
zobacz konkurs »
Przedstawiamy nowy poradnik „Kable i przewody”! Znajdziecie w nim m.in. metody ochrony kabli przed pożarem, jak prowadzić i oznaczać trasy kablowe (...) czytam dalej »


Akumulatory do każdego typu pojazdu »

Rozwój odnawialnych źródeł energii w Polsce »

Akumulatory do każdego typu pojazdu Magazyny energi w polsce
Niezależnie od tego czy jeździsz samochodem osobowym, SUV-em, terenówką czy autem dostawczym, znajdziesz(...) czytam dalej » Aparatura łączeniową i sterownicza dla automatyki przemysłowej, techniki medycznej oraz automatyki budynków(...) czytam dalej »

Jak zdalnie monitorować pracę silnika?

UPS zasilacze Jak przekształcić silni elektryczny w inteligentne, połączone bezprzewodowo urządzenia. Czujnik montowany jest na kadłubie silnika indukcyjnego niskiego napięcia bez potrzeby okablowania czy wprowadzania zmian mechanicznych (...) czytam dalej »


Switche niezarządzalne - które wybrać?

Systemy fotowoltaiczne. Jak zwiększyć efektywność energetyczną?

Switche niezarządzalne Rola miedzi w energetyce słonecznej
Switche niezarządzalne są to urządzenia, które mają za zadanie przekazywanie danych między urządzeniami w wymagającym środowisku przemysłowym. Ich zadaniem jest zapewnienie przede wszystkim stabilnej, jak również wydajnej komunikacji.(...) czytam dalej » Sektor energii słonecznej umacnia się coraz bardziej. Według Solar Power Europe, w roku 2017 została zainstalowana globalnie większa moc energii fotowoltaicznej niż (...) czytam dalej »

Stacje ładowania elektryków przed własnym domem »

Co się stało z tymi kablami?

miejska stacja ładowania Co sie stało z kablami
Samochody elektryczne stają się coraz bardziej popularne. Jednak ich żywot jest uzależniony od stacji ładowania. Stacja ładowania to urządzenie elektryczne, które(...) czytam dalej » Wszelkie błędy popełnione na etapie projektowania, wykonawstwa i eksploatacji nawarstwiają się latami, stopniowo pro­wadząc do wydłużenia czasu poświęcanego na administrację systemu, zmniejszając pewność jego działania i tym samym (...) czytam dalej »

Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »
12/2018

AKTUALNY NUMER:

elektro.info 12/2018
W miesięczniku m.in.:
  • - Aspekty techniczne i ekonomiczne kompensacji mocy biernej w obiektach użyteczności publicznej
  • - Optymalizacja elektroenergetycznych sieci SN
Zobacz szczegóły

Innowacyjna stacja ładowania autobusów EV w Ostrawie

Holenderska firma Heliox dostarczyła pierwsze rozwiązanie do szybkiego ładowania autobusów elektrycznych z odwróconym pantografem w Czechach. Urządzenie o mocy 450 kW zainstalowano w...

Torba i walizka na narzędzia Knipex 1

Każdy posiadacz dużej liczby narzędzi zdaje sobie z tego sprawę, że utrzymanie ich w porządku ułatwia i przyspiesza pracę. Dlatego torby czy też walizki na narzędzia są świetnym...
ZPAS ZPAS
ZPAS z siedzibą w Przygórzu to lider produkcji szaf i obudów teleinformatycznych, energetycznych i automatyki oraz kompleksowych rozwiązań...
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright @ 2004-2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa, w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl