أجزاء من محطة لتوليد الطاقة الحرارية الجوفية

وفقًا لإدارة معلومات الطاقة ، أنتجت الولايات المتحدة في عام 2009 15 مليار كيلوواط / ساعة من الطاقة باستخدام محطات الطاقة الحرارية الأرضية. تستخدم الطاقة الحرارية الأرضية حرارة نواة الأرض لتوليد كهرباء قابلة للاستخدام. نظرًا لأن الأرض تحتوي على طاقة حرارية أكبر بكثير مما يمكن أن تستخدمه أو تستخرجه محطات الطاقة الحرارية الأرضية ، فإن العلماء يعتبرون الطاقة الحرارية الأرضية مستدامة ، مثل طاقة الرياح أو الطاقة الشمسية. مثل معظم محطات الطاقة ، من توربينات الرياح إلى محطات الطاقة النووية ، تولد محطات الطاقة الحرارية الأرضية الكهرباء في النهاية عن طريق تشغيل التوربينات التي تولد حركتها كهرباء قابلة للاستخدام.

المنفذ الحراري الأرضي هو المكون الأول لمحطة الطاقة الحرارية الأرضية. المنفذ الحراري الأرضي هو بئر عميق محفور في الأرض تستخدمه محطة الطاقة للاستفادة من حرارة الأرض. قد يكون لمحطة الطاقة الحرارية الأرضية هدفان لتنفيسها ؛ تسحب معظم محطات الطاقة الحرارية الأرضية الحالية مياه شديدة الحرارة ومضغوطة إلى أعلى ؛ هذه تسمى محطات البخار السريع. قد تحفر محطات الطاقة الحرارية الأرضية أيضًا مسافة كافية تحت الأرض ، تصل إلى ثلاثة كيلومترات ، للوصول إلى نقطة تكون فيها الأرض دافئة بدرجة كافية لغلي الماء ، وتسمى هذه فتحات البخار الجاف.

مكون رئيسي آخر لمحطة الطاقة الحرارية الأرضية هو وحدة إنتاج البخار ، والتي يمكن أن تتخذ أشكالًا متعددة. في فتحة تنفيس البخار السريع ، يتم سحب المياه المضغوطة شديدة التسخين من مكانها تحت الأرض إلى خزانات الضغط المنخفض. أبقى ضغط الأرض الماء في صورة سائلة على الرغم من ارتفاع درجة حرارته ، وبإزالة هذا الضغط يتحول الماء الساخن على الفور إلى بخار ، ومن هنا جاء مصطلح بخار فلاش. في محطة بخار جاف ، يضخ فنيو المحطة المياه إلى قاع الفتحة حيث تغلي حرارة الأرض الماء وتحوله إلى بخار.

بغض النظر عن نوع المحطة ، تقوم محطات البخار الجاف والبخار الجاف بضخ البخار من الفتحة الحرارية الأرضية إلى التوربينات الكبيرة. يمر البخار بهذه التوربين ، ويحولها في هذه العملية. يتم توصيل هذا التوربين بمولد كهربائي ، وعندما يقوم التوربين بتشغيل المولد الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية ، وبالتالي تحويل الحرارة من الأرض إلى طاقة قابلة للاستخدام كهرباء.

بعد مرور البخار عبر التوربين ، يستمر في الوصول إلى حجرة المكثف. تعمل هذه الغرفة على تكثيف البخار مرة أخرى في الماء السائل عن طريق تبريده. يمكن استخدام الحرارة الزائدة المفقودة مع تحول البخار إلى ماء سائل في تطبيقات أخرى ، مثل التدفئة أو الزراعة في الصوبات الزراعية. يتم بعد ذلك ضخ الماء السائل المبرد مرة أخرى إلى الأرض إما لإعادة عملية الغليان للبخار الجاف أو لتجديد الخزان الجوفي الطبيعي المسخن لمحطات البخار السريع.