Um zu verstehen, warum Geothermie als umweltfreundliche Alternative zu fossilen Brennstoffen angesehen wird, müssen Sie zunächst mit den grundlegenden Funktionsweisen dieser Technologie vertraut sein. Wie funktioniert Geothermie?
Erstens kann Geothermie auf verschiedene Arten genutzt werden. Es gibt Menschen, die die Wärme direkt für Heiz- (und sogar Kühl-) Systeme zu Hause nutzen. Andere verwenden sie in Gewächshäusern, Fischfarmen und Spas. Natürlich habe ich die berühmteste Anwendung nicht vergessen - die Stromerzeugung.
Bei der Beantwortung der Frage „Wie funktioniert Geothermie?“ Muss daher zunächst die spezifische Anwendung der Energie angegeben werden.
Für Anwendungen, bei denen Geothermie direkt wie in Fischfarmen, Spas und Gewächshäusern genutzt wird, wird heißes Quellwasser einfach unter der Erdoberfläche entnommen und in diese Einrichtungen umgeleitet.
Das heiße Wasser kann seine Wärme von Magma erhalten, das nach oben kriechen und seine Umgebung, einschließlich des dortigen Grundwassers, erwärmen kann. Magma muss jedoch nicht direkt Wärme einbringen, da dieses geschmolzene Mantelmaterial sehr tief unter der Erde gefunden werden kann und daher schwer zugänglich ist.
In einigen Fällen, in denen Magma nicht in unmittelbarer Nähe gefunden wird, können Sie immer noch heißes Wasser erhalten, indem Sie einfach tief in den Boden bohren. Denken Sie immer daran, dass die Temperatur umso heißer wird, je tiefer Sie bohren.
Geothermie zur Stromversorgung von Haushaltsraumheizungen wird aus dem Boden gewonnen (nicht über Wasser). Im Winter ist der Boden unter der Oberfläche wärmer als die darüber liegende Temperatur. Die Wärme wird dann mit Erdwärmepumpen gewonnen. Eine typische Erdwärmepumpe entzieht Wärme durch eine Reihe von Rohren, die entweder zirkulierendes Wasser oder eine Frostschutzlösung enthalten, genau wie ein Kühlschrank oder eine Klimaanlage.
Nun zur letzten zuvor erwähnten Anwendung. Wie funktioniert Geothermie bei Geothermiekraftwerken?
Wie bei den meisten Kraftwerken (z. B. Wasser- und Windkraft) wird Energie mithilfe von Turbinen in Elektrizität umgewandelt. Es gibt drei Möglichkeiten, dies zu tun.
Eine Methode leitet heißen Dampf aus dem Untergrund in die Turbine. Ein anderer zieht extrem heißes Wasser von unten, blitzt es in Dampf um, der dann zur Turbine geleitet wird. Bei der dritten Methode wird ein Wärmetauscher verwendet, um Wärme von heißem Wasser aus dem Untergrund auf ein Fluid (üblicherweise wird Isobutan verwendet) zu übertragen, das zur Turbine geleitet wird.
Bei allen drei Methoden ist die Turbine dafür verantwortlich, die kinetische Energie des gerichteten Fluids (wodurch es sich umdreht) in Elektrizität umzuwandeln.
Das Space Magazine hat einige interessante Themen im Zusammenhang mit Geothermie, die Sie interessieren könnten. Hier sind zwei davon:
Geothermische Hitze
Geothermische Heizung
Weitere Informationen zu Erdwärmepumpen des US-Energieministeriums finden Sie auch auf der Energy Star-Website.
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Vulkane, heiß und kalt
Weltraumaufzüge
Quellen:
http://www.ucsusa.org/clean_energy/technology_and_impacts/energy_technologies/how-geothermal-energy-works.html
http://science.howstuffworks.com/environmental/energy/geothermal-energy.htm
http://en.wikipedia.org/wiki/Geothermal_energy
http://www.eia.gov/kids/energy.cfm?page=geothermal_home-basics
