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


Inżynier w lesie - zobacz video! »

Inżynier w lesie Materiały stworzone przez inżynierów dla inżynierów. Testy produktów od kluczowych dostawców (...) chcę zobaczyć »


Jednoobwodowy licznik energii - jaki wybrać?»

Czy znasz, ekologiczną alternatywę dla agregatów »

Licznik energii jaki wybrać systemy zasilania
Zasilacze awaryjne trzeciej generacji z bardzo wysoką sprawnością 96% w trybie On-Line oraz ze znakomitym współczynnikiem mocy 1(...) czytam więcej » W połączeniu z elektroniką prezentuje ona szczyt nowoczesnej technologii agregatów prądotwórczych (...) czytam dalej »

 


Specjalne ramki do specjalnych wnętrz »

Kamery termowizyjne Perfekcyjne dopełnienie nowoczesnego wnętrza.
Prosta, ponadczasowa forma, jakość wykonania, niezawodny system, to tylko niektóre (...)
czytam dalej »


Automatyka przemysłowa i sterowanie - na jakie produkty zwrócić uwagę »

Jak zmniejszyć swój rachunek za energię »

automatyka przemysłowa zmniejsz rachunki za prąd
Jak sztuczna inteligencja wspomoże pracę elektrowni i fabryk? Aż 63 proc. respondentów twierdzi, że sztuczna inteligencja pomoże zwalczyć (...) czytam więcej » Oszczędzaj na rachunkach za prąd w domu lub firmie. Wystarczy Po Prostu Energia (...) zobacz ile możesz oszczędzić »

 


Gdzie znajduje zastosowanie współczesna termowizja?

Kamery termowizyjne Zadbaj o bezpieczeństwo i uniknij awarii. Za pomocą kamery termowizyjnej możliwe jest bezdotykowe sprawdzenie instalacji elektrycznej przy pełnym obciążeniu. Dzięki temu można (...) czytam dalej »

 


Potrzebujesz pomocy w wyborze UPS-a? Sprawdź ten przewodnik »

Bezpanelowe pozyskiwanie energii słonecznej - jak to zrobić?

UPS zasilacze bezpanelowa energia słoneczna
Urządzenia elektroniczne, których używasz do codziennej komunikacji, rozrywki i zapewnienia rodzinie bezpieczeństwa, są narażone na uszkodzenia spowodowane nieoczekiwanymi przerwami w dostawach energii elektrycznej, (...) czytam więcej » Innowacje i technologia przeszły długą drogę. Rzeczywiście wkroczyliśmy w nową generację nowoczesnych udogodnień, które nie tylko sprawiają, że nasz styl życia jest bardziej luksusowy i komfortowy, ale... czytam dalej »

Szybki i łatwy sposób na budowę Twojego indywidualnego systemu wizyjnego»

zasilanie gwarantowane Badania przeprowadzone przez Computer Business Review wykazały, że od 2013 roku mamy do czynienia z dynamicznym wzrostem przenoszenia przez przedsiębiorców zasobów danych do tzw. chmury obliczeniowej (cloud computing). W związku z tym stale wzrastają wydatki przeznaczan ... czytam dalej »


Automatyka przemysłowa - zobacz najlepsze rozwiązania »

Kontenerowa stacja transformatorowa Minibox »

Czujniki i automatyka Rozdzielnice kontenerowe
Zarówno w sektorze energetyki tradycyjnej jak i odnawialnej, czujniki oraz automatyka muszą być odporne na oddziaływaniu warunków środowiskowych. Ekstremalne ... czytam więcej » Zasilane są najczęściej z sieci SN o napięciu znamionowym od 6 do 36 kV. Ze względu na budowę stacje mogą być wnętrzowe lub napowietrzne. Funkcją stacji transformatorowej SN/nn jest transformacja ... czytam dalej »

Jaką zastosować ochronę urządzeń elektrycznych i elektronicznych przed przepięciami »

ochrona przed przepięciami Każdy ogranicznik przepięć ma pewną określoną zdolność do przenoszenia przez siebie pewnej energii udaru. Jeśli po zadziałaniu ... czytam dalej »


Złącza silnoprądowe - czy silikon sobie poradzi?

Złącza silnopradowe Czy możemy zastosować elastyczne przewody silikonowe i czy są one odporne na uszkodzenie i wysokie temperatury? Przykładowo dla przekroju kabla 240 mm2 ... chcę obejrzeć »


Może Cię to zainteresuje ▼

Wyświetlacz cyfrowy - jaki wybrać?

Osprzęt elektroinstalacyjny dla elektryka »

wyświetlacze cyfrowe kable i przewody - jakie wybrać
Współpracujący z dowolnym nadajnikiem sygnału w standardzie 4-20 mA. Urządzenia nie wymagające dodatkowego zasilania. Do obszaru zastosowań ... czytam więcej » Zobacz jaki osprzęt wybrać i porównaj parametry... czytam dalej »


Transformatory oraz dławiki dostosowane do indywidualnych wymagań »

transformatory ei Mają zastosowanie w sieciach przesyłowych i rozdzielczych. Stosowane są do zasilania układów trakcyjnych w pojazdach szynowych, w instalacjach wykorzystujących napędy (...) czytam dalej »


Liczniki energii elektrycznej - poznaj nowe »

Switch zarządzalny – czy warto? Jaki wybrać?

Liczniki energii jakie wybrać Switche niezarządzalne
Wymagania stawiane licznikom energii elektrycznej zawarte są w normach oraz przepisach (...) czytam dalej » Switch zarządzalny daje możliwość nie tylko stworzenia siecilokalnej, ale daje wiele innicf możliwości. Między innymi pozwala także dostosować porty, a więc i parametry sieci do... 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 »
7-8/2019

AKTUALNY NUMER:

elektro.info 7-8/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Obciążalność prądowa ciągła przewodów szynowych wielkoprądowych SN
  • - Instalacje elektryczne w osiedlowych budynkach wielorodzinnych
Zobacz szczegóły

MITRA LED

Właściwe oświetlenie drogowo-parkowe pozwala znacznie zredukować koszty eksploatacji, będąc rozwiązaniem zarówno ekonomicznym, estetycznym, jak i ekologicznym. Lena Lighting S.A. oferuje...

MITRA LED

Właściwe oświetlenie drogowo-parkowe pozwala znacznie zredukować koszty eksploatacji, będąc rozwiązaniem zarówno ekonomicznym, estetycznym, jak i ekologicznym. Lena Lighting S.A. oferuje...
Enkodery ETHERNET AFS/AFM60A

Enkodery ETHERNET AFS/AFM60A

Rynek systemów przemysłowych dynamicznie się rozwija, a standard Industrial Ethernet jest przyszłością systemów komunikacji. Wydajność standardu Fast Ethernet,...
Cantoni Motor S.A. Cantoni Motor S.A.
Grupa Cantoni została pionierem w produkcji silników elektrycznych już w XIX wieku i od tego czasu kontynuuje misję wdrażania...
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