So funktioniert ein Geothermie-Kraftwerk

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Geothermie-Kraftwerke werden in verschiedenen Teilen der Welt eingesetzt, um auf eine nachhaltige und umweltfreundliche Weise Strom zu produzieren. Diese Kraftwerke basieren auf der geothermischen Aktivität, die unter unseren Füßen, tief in der Erde stattfindet. In diesem Artikel erfährst du mehr über Geothermie-Kraftwerke und auf welche Weise sie Strom produzieren.

Die verschiedenen Arten von Geothermie-Kraftwerken

Diese drei Arten von Geothermie-Kraftwerken sind heutzutage üblich, da sie sich in der Vergangenheit etablieren konnten:

  • Trockendampf das ist die einfachste und älteste Art eines Geothermie-Kraftwerks
  • Entspannungsdampf diese Art von Geothermie-Kraftwerk ist heutzutage üblich
  • Binär-Kreislauf eine Innovation im Bereich Geothermie-Stromgewinnung

Wie funktionieren Geothermie-Kraftwerke?

Das Funktionsprinzip eines Geothermie-Kraftwerkes gleicht dem Funktionsprinzip eines jeden anderen Wärmekraftwerks: durch Dampf wird eine Turbine betrieben. Der exakte Prozess hängt von der Art des Geothermie-Kraftwerks ab. Alle Arten unterscheiden sich leicht in ihrer Funktionsweise, jedoch benutzen alle Kraftwerks-Arten jeweils eine Injektionsbohrung und eine Produktionsbohrung zur Stromherstellung.

Nachfolgend wird erklärt, wie genau jedes der Kraftwerke den Strom produziert


Trockendampf-Kraftwerke

Eine Trockendampf-Anlage benutzt über 150 °C heißen Dampf. Dabei wird über die Injektionsbohrung kaltes Wasser tief in das Erdinnere gepumpt. Sobald das Wasser auf heißes Gestein trifft, verwandelt es sich in Dampf, der über die Produktionsbohrung wieder zurückkommt. Dieser Dampf wird direkt zur Dampf-Turbine geleitet, die anschließend einen Generator aktiviert, der Strom produziert. Das Problem bei dieser Art von Kraftwerk ist, dass nicht zu viel kaltes Wasser in das Erdinnere gepumpt werden darf, da das Gestein sonst abkühlt und die heiße geothermische Stelle schnell verbraucht ist.

trockendampf-kraftwerk-anlage-geothermie


Entspannungsdampf-Kraftwerke

Das Prinzip von Entspannungsdampf-Kraftwerken ähnelt dem der Trockendampf-Anlagen. Jedoch wird durch die Injektionsbohrung kein kaltes, sondern 180 °C heißes Wasser mit starkem Druck gepumpt, das durch die Produktionsbohrung wieder nach oben gelangt. Auf dem Weg nach oben nimmt der Pumpdruck ab, was dazu führt, dass ein Teil des Wassers sich zu Dampf wandelt (entspannt). Sobald das Wasser auf die Oberfläche gelangt, wird es durch mehrere Systeme geleitet, in denen der Druck noch weiter reduziert wird. Auf diese Weise entsteht noch mehr Dampf, der zur Dampfturbine geleitet wird, wo der Strom produziert wird.

In modernen Entspannungsdampf-Anlagen wird das überschüssige Wasser, das zu keinem Dampf wurde, durch die Injektionsbohrung erneut in das Erdinnere gepumpt. Darüber hinaus kann der zur Stromproduktion benutzte Dampf in einem Kondensator wieder zu Wasser gewandelt werden. Dieses Wasser kann später wieder benutzt werden, um in das Erdinnere gepumpt zu werden. Auf diese vorsichtige Art wird verhindert, dass die geothermische Stelle verbraucht wird.

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Binär-Kreislauf-Kraftwerke

Eine Binär-Kreislauf-Anlage hat nahezu das selbe Funktionsprinzip wie eine Entspannungsdamf-Anlage, jedoch kann Wasser genutzt werden, das eine Mindestwärme von 57 °C hat (am wirtschaftlichsten ist aber die Nutzung von Wasser mit einer Mindestwärme von 120 °C und einem Druck von 100 Litern pro Sekunde). Dem Wasser wird dabei eine weitere Flüssigkeit beigemischt, die einen niedrigeren Siedepunkt hat. Das Pumpen bewirkt, dass die Zweitflüssigkeit (normalerweise ein organisches Arbeitsmittel wie Butan, Iso-Butan oder Pentan) in Dampf gewandelt wird, der über den Produktionskanal zur Turbine geleitet wird, wo mit Hilfe des Generators anschließend Strom entsteht. Der Wirkungsgrad ist abhängig von der Temperatur des benutzten Thermalwassers. Je höher die Temperatur, desto höher der Wirkungsgrad).

binär-kreislauf-kraftwerk-anlage-geothermie


Bei allen drei Arten entsteht kein CO2, weshalb die Methode besonders umweltfreundlich ist. Wegen der ständige geothermischen Aktivität ist diese Methode der Stromgewinnung erneuerbar. Trotzdem kann es vorkommen, dass das Gestein zu sehr abgekühlt wird und die erneuerbare Quelle aufgebraucht wird. Dank aktueller technischer Innovationen kommt das aber nicht mehr vor.

Vielen Dank an geokraftwerke.de für die Verbesserung des Artikels.

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Toni Pavicic
Toni leitet das Portal Energieinitiative.org, setzt sich persönlich für regenerative Energien, den Umweltschutz und die Umwelt ein. Mit dem Portal Energieinitiative.org verfolgt er das Ziel, die Besucher zu informieren und das Umweltbewusstsein derselben zu stärken, um einen Dominoeffekt zu erzeugen.
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