تولید برق از ذخایر زمین‌گرمایی بدون وقفه

ضمیمه دانش امروز روزنامه اطلاعات نوشت: انرژی ذخایر زمین‌گرمایی یک منبع انرژی تجدیدپذیر امیدوارکننده است که تقریباً هیچ‌گونه آلودگی به همراه ندارد اما تولید الکتریسته از آن‌ها فرایندی پرهزینه است. به‌علاوه اگر در روش تزریق آب سرد به درون سنگ‌های داغ عمقی زیر زمین، شکافتگی سنگ‌ها برای خروج آب داغ بیش از اندازه باز باشد، آب خیلی سریع و پیش از داغ شدن به چاه‌های تولید انرژی می‌رسد. در نتیجه آب سرد می‌تواند در سیستم‌های نیروگاه برق اتصالی ایجاد کرده و خسارت مالی وارد کند.

نیروگاه‌ها برای حل مشکل اتصالی، مقدار آب در گردش درون سیستم را تنظیم می‌کنند یا در فواصل زمانی معین تولید برق را متوقف می‌کنند. در این صورت نیروگاه بی‌وقفه تولید برق نمی‌کند.

اما دانشمندان «دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا» راه حلی دیگری را پیشنهاد می‌کنند: با افزودن مواد شیمیایی به آبی که به مخازن پمپاژ می‌شود می ‌توان میزان و سرعت جریان آب را از ابتدای خروج، از درون سنگ کنترل کرد. این تکنیک «تنظیم رسانندگی شکاف» نام دارد. خواص فیزیکی و شیمیایی مواد افزوده شده در مجاورت گرما تغییر می‌کنند، در نتیجه جلوی حرکت آب سرد را می‌گیرند و اجازه می‌دهند آب داغ درون شکاف‌ها جاری شود.

دسترسی به عمق زمین ممکن نیست و به دلیل حرارت زیاد امکان نصب شیر قطع و وصل یا حسگر وجود ندارد. از این‌رو، با افزودن نوعی رگلاتور (تنظیم‌کننده) خودکار می‌توان زمانی که بخش‌هایی از مخزن سرد می‌شود جریان سیال عبوری از هر شکاف را کاهش داد و اگر سیال به‌قدر کافی داغ بود راه عبورش را باز گذاشت.
هدف از این کار توزیع یکنواخت و یکپارچه جریان در مخزن به‌منظور انتقال گرمای بیشتر از سنگ‌ها به چاه‌های تولید انرژی و جلوگیری از اتصالی سیستم برق با آب سرد است.

این دانشمندان با نقشه‌برداری از شبکه‌های شکاف‌های یک سنگ بستر بیرون زده دریافتند که اگر تکنیک خود را در محیط زمین‌شناختی واقعی اجرا کنند، در مدت 50 سال تولید، 101 درصد گرمای بیشتری استخراج خواهند کرد. در مدل‌سازی این رویکرد، مقدار گرمای حاصل شده طی 50 سال بیش از 65 درصد برآورد شده است