חלקים של תחנת כוח גיאותרמית

על פי מינהל מידע האנרגיה, ארצות הברית ייצרה בשנת 2009 15 מיליארד קילוואט שעות חשמל באמצעות תחנות כוח גיאותרמיות. כוח גיאותרמי משתמש בחום הליבה של כדור הארץ כדי לייצר חשמל שמיש. מכיוון שכדור הארץ בעל אנרגיית חום הרבה יותר מכפי שמפעלים גיאותרמיים יכולים להשתמש או להפיק מהם, מדענים רואים בכוח גיאותרמי בר קיימא, כמו אנרגיה רוח או שמש. כמו רוב תחנות הכוח, מטורבינות רוח לתחנות כוח גרעיניות, תחנות גיאותרמיות מייצרות בסופו של דבר חשמל על ידי הפיכת טורבינה שתנועתה מייצרת חשמל שמיש.

האוורור הגיאותרמי הוא המרכיב הראשון של מפעל גיאותרמי. פורקן גיאותרמי הוא באר עמוקה שנקדחה לכדור הארץ, שתחנת הכוח משתמשת בה כדי לנצל את חום כדור הארץ. למפעל גיאותרמי עשויות להיות שתי מטרות לאוורור שלו; מרבית הצמחים הגיאותרמיים הנוכחיים שואבים מים מחוממים מעל, ולחץ כלפי מעלה; אלה נקראים מפעלי קיטור פלאש. צמחים גיאותרמיים עשויים גם לחפור רחוק מספיק מתחת לאדמה, עד שלושה קילומטרים, כדי להגיע לנקודה בה כדור הארץ מספיק חם כדי להרתיח מים, אלה נקראים פתחי אוורור יבשים.

מרכיב מרכזי נוסף במפעל גיאותרמי הוא יחידת ייצור הקיטור, שיכולה ללבוש צורות מרובות. באוורור קיטור הבזק נשאבים מים בלחץ מחומם-על ממקומם מתחת לאדמה למיכלי לחץ נמוך. לחץ כדור הארץ שמר על המים בצורה נוזלית למרות הטמפרטורה הגבוהה שלהם, ועל ידי הסרת הלחץ המים החמים הופכים מיד לאדים, ומכאן המונח קיטור הבזק. במפעל קיטור יבש, טכנאי המפעל מזרימים מים לתחתית האוורור שם חום כדור הארץ מרתיח את המים והופך אותם לאדים.

ללא קשר לסוג הצמח, הן קיטור הבזק והן מפעלי הקיטור היבש מזרימים את האדים מהאוורור הגיאותרמי לטורבינה גדולה. הקיטור עובר את הטורבינה הזו, ומסובב אותה תוך כדי. טורבינה זו מחוברת לגנרטור חשמלי, וכשהטורבינה מסובבת הגנרטור מסובב את אנרגיה מכנית לאנרגיה חשמלית, ובכך ממיר את החום מכדור הארץ לשמיש חַשְׁמַל.

לאחר שהאדים עוברים דרך הטורבינה, הוא ממשיך לתא מעבה. תא זה מעבה את האדים חזרה למים נוזליים על ידי קירורם. עודף החום שאבד ככל שהאדים הופכים למים נוזליים עשוי לשמש ליישומים אחרים, כגון חימום או גידול חממה. המים הנוזלים המקוררים נשאבים בדרך כלל חזרה לקרקע כדי להפעיל מחדש את תהליך הרתיחה לאדים יבשים או כדי לחדש את האקוויפר המחומם הטבעי למפעלי קיטור פלאש.