تتميّز الطاقة الحرارية الأرضية بكونها مصدرًا موثوقًا لتوليد الكهرباء بكفاءة عالية وتكاليف تشغيل أقل، إلا أنها ما تزال تواجه تحديات تعوق انتشارها على النحو المطلوب.

وتشير الوكالة الدولية للطاقة المتجددة إلى أن أبرز هذه التحديات يتمثّل في التمويل والسياسات التنظيمية والخبرة والتقدم التقني، لافتة إلى أن انتشار هذه التقنية ما يزال يتطلّب نفقات رأسمالية عالية في مراحله الأولية.

ويراهن الباحثون على الطاقة الحرارية الأرضية في المشاركة بحصة كبيرة في تلبية احتياجات العالم من الطاقة، سواء لتوليد الكهرباء أو التدفئة والتبريد.

وفي هذا الإطار، توصّلت باحثة ليبية إلى تقنية جديدة -اطلعت عليها منصة الطاقة المتخصصة (مقرّها واشنطن)- لاستغلال الطاقة الحرارية الأرضية في التبريد.

تحقيق أمن الطاقة

أكدت مديرة مكتب التدريب والتطوير والجودة في مركز الاستشارات والبحوث الهندسية وتقنية الطاقة بجامعة بنغازي الليبية، المهندسة نسرين الرعيض، أهمية توليد الكهرباء من مصادر متجددة.

وأشارت إلى أهمية هذا الاتجاه بصفته حلًا مثاليًا لتحقيق أمن الطاقة، ومواجهة تغير المناخ، وخفض الانبعاثات الكربونية الناجمة عن حرق الوقود الأحفوري في محطات توليد الكهرباء التقليدية.

كما تتميّز الطاقة الحرارية الجوفية بكونها أكثر استقرارًا من المصادر الأخرى للطاقة المتجددة -مثل الشمس والرياح- حتى في ظل تقلّبات الطقس والتغيّرات الموسمية.

علاوة على ذلك، تتطلّب محطات الطاقة الحرارية الأرضية مساحة أقل من محطة الطاقة التقليدية.

وأوضحت الرعيض -خلال تصريحات خاصة إلى منصة الطاقة المتخصصة- أن موارد الطاقة الحرارية الأرضية ذات درجات الحرارة المنخفضة توجد في العديد من المناطق في جميع أنحاء العالم، وتمثّل مورد طاقة فاعلًا للغاية.

مدينة ودان الليبية

قالت الباحثة الليبية إنها أجرت تحليلًا ديناميكيًا حراريًا للتحقّق من جدوى استعمال الموارد الحرارية الأرضية منخفضة المحتوى الحراري، والمتمثلة في الآبار الارتوازية الفوارة الموجودة في مدينة "ودان" بليبيا لإنتاج الطاقة.

وأجرت الرعيض تجربة بمحاكاة نموذجَيْن مستقلَيْن للدورة ونموذج آخر مركب، وتمّ تشغيل النماذج بوساطة مورّد الطاقة الحرارية الأرضية باستعمال حزمة البرامج التجارية (IPSEpro).

وأضافت أن النموذج الأول كان عبارة عن مبرد امتصاص (LiBr-H2O) للحصول على تأثير التبريد.

وتمثّل النموذج الثاني في دورة رانكين العضوية (R-245fa) لإنتاج الكهرباء، وجرى التحقّق من صحة النماذج ديناميكيًا حراريًا باستعمال مخطط (DÜhring)، والمعادلات الديناميكية الحرارية المعروفة ذات الصلة.

ويوضّح الإنفوغرافيك التالي -الذي أعدّته منصة الطاقة المتخصصة- آلية التبريد باستعمال الطاقة الحرارية الأرضية:

توليد الكهرباء

أثبتت النتائج -التي اطّلعت عليها منصة الطاقة المتخصصة- أنه يمكن استعمال الآبار الارتوازية قيد الدراسة بنجاح، من أجل الحصول على مياه مبردة بمقدار 5 درجات مئوية، بسعة تبريد تبلغ 4640.6 كيلوواط، التي يمكن توفيرها للمجتمع لأغراض تكييف الهواء.

كما نجحت الباحثة في إنتاج 350 كيلوواط من الطاقة الكهربائية بكفاءة 4%، التي يمكن توفيرها للمناطق النائية، لتلبية جزء من احتياجاتها الأساسية للكهرباء.

وأظهرت الدراسة البارامترية أن أداء الدورة تحسّن مع زيادة درجة حرارة مصدر الحرارة الأرضية المدخلة ومعدل تدفق الكتلة.

وأثبتت نتائج النموذج المركب أنه يمكن الحصول من هذا النظام على معامل تجميد بدرجة حرارة 12 درجة مئوية تحت الصفر، وهي درجة مناسبة لتخزين التمور المُنتجة سنويًا التي تشتهر بها المنطقة، وعادة ما تفسد بكميات كبيرة نتيجة لسوء التخزين بسبب انقطاع الكهرباء.

كما كشفت النتائج عن خفض البصمة الكربونية بنحو طنّين سنويًا عند إنتاج 350 كيلوواط من الكهرباء من هذا المصدر الحراري الأرضي.

موضوعات متعلقة..

اقرأ أيضًا..