โรงไฟฟ้าพลังความร้อนใต้พิภพคืออะไรและทำงานอย่างไร?

พลังงานความร้อนใต้พิภพเป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่ใช้ความร้อนภายในโลกในการผลิตกระแสไฟฟ้า ให้ความร้อนและความเย็นแก่ตัวอาคาร และให้ความร้อนแก่น้ำในแบบที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมแม้ว่าจะไม่เป็นที่รู้จักมากนักเมื่อเทียบกับแหล่งพลังงานหมุนเวียนอื่นๆเช่น พลังงานแสงอาทิตย์หรือพลังงานลม แต่พลังงานความร้อนใต้พิภพมีประโยชน์มากมายและให้ประสิทธิภาพการใช้พลังงานที่น่าทึ่ง

พลังงานนี้ได้มาและถูกแปรรูปในโรงงานเฉพาะที่เรียกว่าโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพ แต่โรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพคืออะไรกันแน่ และทำงานอย่างไร?

โรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพ

โรงไฟฟ้าพลังความร้อนใต้พิภพเป็นโรงงานผลิตไฟฟ้าที่ใช้พลังงานความร้อนจากโลก สิ่งอำนวยความสะดวกเหล่านี้ที่รับผิดชอบในการดึงความร้อนจากดินใต้ผิวดินมีความสำคัญในการแปลงพลังงานความร้อนเป็นไฟฟ้าโดยไม่ต้องขึ้นอยู่กับปัจจัยภายนอก เช่น สภาพอากาศ ซึ่งแตกต่างจากพลังงานหมุนเวียนอื่นๆ

ในด้านผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพนั้นต่ำกว่าโรงไฟฟ้าที่ใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลอย่างมาก โดยเฉลี่ยแล้วปล่อยก๊าซ CO2 เพียง 45 กรัมต่อกิโลวัตต์ชั่วโมง ซึ่งน้อยกว่า 5% ของการปล่อยก๊าซจากโรงไฟฟ้าแบบดั้งเดิม

อย่างไรก็ตาม พลังงานความร้อนใต้พิภพนั้นมีข้อจำกัดตรงที่สามารถควบคุมได้อย่างมีประสิทธิภาพ เนื่องจากจำเป็นต้องเจาะเข้าไปในเปลือกโลกในพื้นที่ที่มีกิจกรรมความร้อนใต้พิภพสูง สหรัฐอเมริกา ฟิลิปปินส์ และอินโดนีเซียเป็นหนึ่งในผู้ผลิตพลังงานนี้รายใหญ่ที่สุดเนื่องจากมีสภาพทางภูมิศาสตร์ที่เอื้ออำนวย

แม้จะมีศักยภาพสูง แต่ สมาคมพลังงานความร้อนใต้พิภพประเมินว่า ปัจจุบันมีการใช้ประโยชน์จากพลังงานความร้อนใต้พิภพทั่วโลกเพียง 6,5% เท่านั้น

แหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพ

ความร้อนจากแกนโลกจะถูกส่งผ่านเปลือกโลกซึ่งทำหน้าที่เป็นฉนวน เพื่อควบคุมความร้อนนั้น จำเป็นต้องเจาะลงดิน ซึ่งต้องใช้โครงสร้างพื้นฐาน เช่น ท่อส่งน้ำและบ่อความร้อนใต้พิภพ

โดยทั่วไปปริมาณพลังงานความร้อนใต้พิภพที่มีอยู่จะเพิ่มขึ้นตามความลึกของการเจาะและระยะห่างจากขอบของแผ่นเปลือกโลก ซึ่งเป็นบริเวณที่มีอุณหภูมิสูงกว่า

โรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพทำงานอย่างไร?

กระบวนการผลิตไฟฟ้าในโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพขึ้นอยู่กับการดำเนินงานในสองขั้นตอนพื้นฐาน ได้แก่ สนามพลังงานความร้อนใต้พิภพและโรงงานแปลงสภาพ

สนามความร้อนใต้พิภพ

สนามความร้อนใต้พิภพเป็นพื้นที่ที่มีการไล่ระดับความร้อนใต้พิภพสูงสุด โดยปกติแล้วจะสอดคล้องกับชั้นหินอุ้มน้ำที่จำกัดด้วยน้ำร้อน โดยเก็บไว้ภายใต้ชั้นที่กักเก็บความร้อนไว้ไม่ได้ อ่างเก็บน้ำความร้อนใต้พิภพแห่งนี้เป็นแหล่งความร้อนที่จะใช้ในการผลิตกระแสไฟฟ้า

บ่อน้ำในพื้นที่นี้จะสกัดส่วนผสมของน้ำและไอน้ำที่ถูกส่งไปยังโรงงานผ่านท่อ โดยใช้ไอน้ำในการเคลื่อนย้ายกังหันและขับเคลื่อนระบบผลิตไฟฟ้า

กระบวนการสร้าง

กระบวนการผลิตไฟฟ้าเริ่มต้นด้วยการดึงไอน้ำและน้ำร้อนจากแหล่งความร้อนใต้พิภพและส่งไปยังโรงไฟฟ้า เมื่อถึงที่นั่นแล้ว ไอน้ำจะถูกแยกออกจากของเหลวโดยใช้เครื่องแยกแบบไซโคลนจากนั้นไอน้ำจะไปขับเคลื่อนกังหันด้วยความเร็วสูง (3.600 รอบต่อนาที) เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า

น้ำส่วนเกินจะถูกฉีดกลับเข้าไปในอ่างเก็บน้ำ ซึ่งเป็นกระบวนการที่ช่วยให้มั่นใจถึงความยั่งยืนของระบบ หากไม่ดำเนินการปฏิเสธนี้ ทรัพยากรก็จะหมดไป และพลังงานนั้นก็ไม่สามารถนำมาหมุนเวียนได้

ประเภทของโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพ

พืชความร้อนใต้พิภพมีสามประเภทหลัก:

โรงอบไอน้ำแห้ง

พืชชนิดนี้เป็นวิธีที่ง่ายที่สุด ทำงานโดยการสกัดไอน้ำโดยตรงจากดินใต้ผิวดินที่อุณหภูมิสูงกว่า 150 °C ไอน้ำนี้ขับเคลื่อนกังหันที่ผลิตกระแสไฟฟ้า

Flash Steam Plants

ในโรงงานอบไอน้ำแบบแฟลช น้ำร้อนแรงดันสูงจะเพิ่มขึ้นจากบ่อ และเมื่อนำเข้าสู่แหล่งกักเก็บแรงดันต่ำ น้ำส่วนหนึ่งจะระเหยกลายเป็นไอ และขับเคลื่อนกังหัน

ศูนย์กลางวงจรไบนารี

โรงไฟฟ้าพลังความร้อนแบบไบนารี่มีประสิทธิภาพและทันสมัยที่สุด พวกเขาใช้ของเหลวที่มีจุดเดือดต่ำเพื่อถ่ายเทความร้อนจากน้ำ และสร้างไอน้ำสำหรับการเคลื่อนที่ของกังหัน ทำให้สามารถทำงานกับของเหลวที่อุณหภูมิต่ำถึง 57 °C

ประสิทธิภาพและผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมที่ต่ำของโรงไฟฟ้าแบบไบนารีทำให้พวกมันมีระบบนิเวศน์มากที่สุด เนื่องจากพวกมันไม่ปล่อยไอน้ำหรือก๊าซอื่นออกสู่ภายนอก

วิวัฒนาการของเทคโนโลยีความร้อนใต้พิภพช่วยให้สามารถใช้ทรัพยากรใต้ดินได้ดีขึ้น ปรับปรุงความยั่งยืนของระบบ และลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่เกี่ยวข้องกับการผลิตพลังงาน ในขณะที่ประเทศต่างๆ ลงทุนในเทคโนโลยีนี้มากขึ้น คาดว่าพลังงานความร้อนใต้พิภพจะมีบทบาทที่เกี่ยวข้องมากขึ้นในการเปลี่ยนไปใช้แหล่งพลังงานหมุนเวียนที่สะอาด