Raforkuframleiðsla með Raforkuframleiðsla með jarðhitajarðhita

Jóhannes GunnarsonJóhannes Gunnarson

Páll Andres PálssonPáll Andres Pálsson

Sigurður Ægir JónssonSigurður Ægir Jónsson

JarðvarmiJarðvarmi

Í jörðinni fara fram gífurlega Í jörðinni fara fram gífurlega öflug kjarnahvörf.öflug kjarnahvörf.

Af því stafar þessi gífurlega Af því stafar þessi gífurlega mikli hiti inn í henni.mikli hiti inn í henni.

Orkuþörf jarðarbúa eykst Orkuþörf jarðarbúa eykst með hverju árinu.með hverju árinu.

Vísindamenn eru alltaf að Vísindamenn eru alltaf að leita nýrra leiða til að leita nýrra leiða til að framleiða rafmagn.framleiða rafmagn.

Spurningin er, getum við Spurningin er, getum við nýtt jarðvarmann okkur til nýtt jarðvarmann okkur til góðs?góðs?

Svarið er jáSvarið er já

90% allra húsa í landinu er hitað upp með 90% allra húsa í landinu er hitað upp með jarðvarma.jarðvarma.

Árið 2008 er áætlað að ¼ alls rafmagns á Árið 2008 er áætlað að ¼ alls rafmagns á Íslandi verði framleitt með jarðvarma.Íslandi verði framleitt með jarðvarma.

Einnig er hann notaður í ýmsum iðnaði, í Einnig er hann notaður í ýmsum iðnaði, í sundlaugar og víðar.sundlaugar og víðar.

Ísland með sömu heildarnotkun jarðvarma Ísland með sömu heildarnotkun jarðvarma til annars en raforkuframleiðslu og til annars en raforkuframleiðslu og Bandaríkin, um 12%.Bandaríkin, um 12%.

Rankine vinnuhringurinnRankine vinnuhringurinn

Við erum búin að læra um Við erum búin að læra um Rankine vinnuhringinn. Rankine vinnuhringinn.

1-2 Ísentropísk þjöppun1-2 Ísentropísk þjöppun 2-3 Varma bætt í kerfið 2-3 Varma bætt í kerfið

undir föstum þrýstingi.undir föstum þrýstingi. 3-4 Ísentrópísk útþensla í 3-4 Ísentrópísk útþensla í

túrbínunni.túrbínunni. 4-1 Varmi tekinn út úr 4-1 Varmi tekinn út úr

kerfinu.kerfinu. Hringurinn endurtekinn.Hringurinn endurtekinn.

QQinninn

Hægt að fá hann á Hægt að fá hann á ýmsa vegu, með ýmsa vegu, með kjarnorku, brennslu kjarnorku, brennslu kola, olíu og síðast en kola, olíu og síðast en ekki síst úr jörðinni.ekki síst úr jörðinni.

Hægt að útfæra Hægt að útfæra jarðvarmavirkjanir á jarðvarmavirkjanir á ýmsa vegu.ýmsa vegu.

Jarðvarmavirkjanir einfaldaðarJarðvarmavirkjanir einfaldaðar 3 helstu tegundir jarðvarmavirkjana3 helstu tegundir jarðvarmavirkjana ÞurrgufuvirkjunÞurrgufuvirkjun

• Notar hreina gufu upp úr borholunni sem Notar hreina gufu upp úr borholunni sem síðan þenst út í túrbínunni.síðan þenst út í túrbínunni.

• Lítið notaðLítið notað VotgufuvirkjanirVotgufuvirkjanir

• Gufan er skilin frá vatninu og gufan látin Gufan er skilin frá vatninu og gufan látin þenjast út í túrbínunni.þenjast út í túrbínunni.

TvívökvakerfiTvívökvakerfi• Hér er borholuvatnið aðskilið frá Hér er borholuvatnið aðskilið frá

vinnuvökvanum.vinnuvökvanum.• Vinnuvökvinn er venjulega freon, ammoníak, Vinnuvökvinn er venjulega freon, ammoníak,

ísóbútan pentan , própan og fleiri.ísóbútan pentan , própan og fleiri.• Þessir vökvar eru með lægra suðumark Þessir vökvar eru með lægra suðumark

heldur en vatn svo með þessu móti er hægt heldur en vatn svo með þessu móti er hægt að nota kaldra vatn heldur en í að nota kaldra vatn heldur en í votgufuvirkjunum.votgufuvirkjunum.

Oft er notað blanda af votgufukerfi og Oft er notað blanda af votgufukerfi og tvívökvakerfi við sömu holuna.tvívökvakerfi við sömu holuna.

VotgufuvirkjunVotgufuvirkjun Vatninu er dælt upp úr holunni og er látið hvellsjóða með Vatninu er dælt upp úr holunni og er látið hvellsjóða með

því að leiða það undir minni þrýsting.því að leiða það undir minni þrýsting. Gufan skilin frá og leidd í túrbínuna.Gufan skilin frá og leidd í túrbínuna. Gufan þenst út í túrbínunni og vinnur vinnu þ.e. skilar afli Gufan þenst út í túrbínunni og vinnur vinnu þ.e. skilar afli

út.út. Gufan er þétt í gufuklefa með því að taka varma frá henni. Gufan er þétt í gufuklefa með því að taka varma frá henni. Kæliturninn sér um að taka varmann burtu. Kæliturninn sér um að taka varmann burtu. Vatninu er því næst dælt ofan í jörðina aftur eða notað til Vatninu er því næst dælt ofan í jörðina aftur eða notað til

einhvers annars, t.d. hitaveitu.einhvers annars, t.d. hitaveitu.

TvívökvavirkjanirTvívökvavirkjanir Vatninu er dælt upp úr Vatninu er dælt upp úr

jörðinni og leitt í jörðinni og leitt í varmaskipti þar sem vatnið varmaskipti þar sem vatnið er notað til að hita upp er notað til að hita upp vinnuvökvann, Qvinnuvökvann, Qinn.inn.

Gufan úr varmaskiptinum Gufan úr varmaskiptinum er leitt í túrbínuna og látin er leitt í túrbínuna og látin þenjast út.þenjast út.

Gufan þétt í vökva í Gufan þétt í vökva í gufuþéttinum.gufuþéttinum.

Pumpa eykur þrýstinginn á Pumpa eykur þrýstinginn á vökvanum.vökvanum.

Vökvinn fer inn í Vökvinn fer inn í varmaskiptinn og varmaskiptinn og hringurinn endurtekinn.hringurinn endurtekinn.

Tvöfalt skiljukerfiTvöfalt skiljukerfi Hægt er að bæta afköstin á ýmsa vegu.Hægt er að bæta afköstin á ýmsa vegu. Einföld aðferð er að nota tvöfalt skiljukerfi. Bætir afköstin um allt Einföld aðferð er að nota tvöfalt skiljukerfi. Bætir afköstin um allt

að 20%.að 20%. Vatninu er dælt upp úr holunni og leitt í gufuskilju 1 þar sem hluti Vatninu er dælt upp úr holunni og leitt í gufuskilju 1 þar sem hluti

þess hvellsýður. Gufan er leidd í túrbínuna.þess hvellsýður. Gufan er leidd í túrbínuna. Afgangsvatnið úr gufuskilju 1 er leitt í gufuskilju 2 þar sem er Afgangsvatnið úr gufuskilju 1 er leitt í gufuskilju 2 þar sem er

lægri þrýstingur en í 1. Hluti þess vatns hvellsýður og er leitt í lægri þrýstingur en í 1. Hluti þess vatns hvellsýður og er leitt í túrbínuna á þeim stað í túrbínunni sem best passar miðað við túrbínuna á þeim stað í túrbínunni sem best passar miðað við þrýsting.þrýsting.

Ekki er talið svara kostnaði að hafa fleiri en 2 skiljukerfi.Ekki er talið svara kostnaði að hafa fleiri en 2 skiljukerfi.

Kostir og gallarKostir og gallar KostirKostir

• Mjög umhverfisvæn aðferð til að framleiða rafmagn.Mjög umhverfisvæn aðferð til að framleiða rafmagn.• Orðið mun hagkvæmari kostur en áður, hagvæmustu Orðið mun hagkvæmari kostur en áður, hagvæmustu

vatnsaflsvirkjunarstæðin eru nú þegar nýtt.vatnsaflsvirkjunarstæðin eru nú þegar nýtt.• Lítill rekstrarkostnaður ef ekkert klikkar.Lítill rekstrarkostnaður ef ekkert klikkar.• Auðvelt að nota afgangsvatnið úr virkjuninni til Auðvelt að nota afgangsvatnið úr virkjuninni til

húshitunar.húshitunar. GallarGallar

• Mjög háð staðsetningu, einungis hægt að reisa þar sem Mjög háð staðsetningu, einungis hægt að reisa þar sem jarðvarmi er til staðar.jarðvarmi er til staðar.

• Þarf mikla undirbúningsvinnu. Þarf mikla undirbúningsvinnu. Borholur haga sér mjög mismunandi. Þarf að mæla hvort Borholur haga sér mjög mismunandi. Þarf að mæla hvort

afköst breytast með tíma.afköst breytast með tíma.

Rafmagnsframleiðsla á ÍslandiRafmagnsframleiðsla á Íslandi

LokaorðLokaorð

Heildarframleiðsla raforku með Heildarframleiðsla raforku með jarðvarma hér á landi árið 2004 var jarðvarma hér á landi árið 2004 var 1483 GWh.1483 GWh.

Talið að hér megi vinna um 30 TWh.Talið að hér megi vinna um 30 TWh. Virkjun við Þeistareyki?Virkjun við Þeistareyki?