Yadda tsarin rarraba makamashin geothermal ke aiki
Makamashin geothermal tushen makamashi ne mai sabuntawa wanda ke amfani da zafin halitta daga cikin ƙasa. Mutane da yawa sun san makamashin geothermal a matsayin "wutar lantarki daga ƙasa," amma a bayansa akwai dogon jerin hanyoyin fasaha - daga bincike, samarwa, canzawa zuwa wutar lantarki ko zafi, kuma a ƙarshe, rarrabawa ga masu amfani. Wannan labarin ya tattauna yadda tsarin rarraba makamashin geothermal ke aiki: yadda makamashi daga ma'ajiyar ƙasa ke isa gidaje, masana'antu, da wuraren jama'a cikin aminci, kwanciyar hankali, da inganci.
1. Daga yanayin ƙasa zuwa makamashin da za a iya amfani da shi
Ana adana zafin ƙasa a cikin ma'ajiyar ƙasa, waɗanda yankuna ne na duwatsu masu ramuka ko fashe-fashe waɗanda ke ɗauke da ruwa (ruwan zafi da/ko tururi) a yanayin zafi mai yawa. Waɗannan ma'ajiyar galibi suna da zurfin mita ɗaruruwa zuwa dubban. Don shiga cikin waɗannan ma'ajiyar ƙasa, kamfanonin geothermal suna haƙa don kawo ruwan zafi zuwa saman ta cikin rijiyoyin samarwa.
Duk da haka, yana da mahimmanci a fahimci cewa "rarraba" makamashin geothermal ba koyaushe yana nufin isar da tururi ko ruwan zafi kai tsaye zuwa gidaje ba. A ƙasashe da yawa, ciki har da Indonesia, amfani da aka fi amfani da shi shine samar da wutar lantarki a tashoshin wutar lantarki na geothermal (PLTP). Da zarar an samar da wutar lantarki, ana rarraba ta ta hanyar tsarin wutar lantarki na ƙasa (tsarin watsawa da rarrabawa). A wasu yankuna (misali, a Turai ko Arewacin Amurka), ana kuma amfani da makamashin geothermal azaman zafi kai tsaye ta hanyar hanyoyin dumama gundumomi, inda ake isar da ruwan zafi ga abokan ciniki ta hanyar bututun da aka rufe.
Don haka, tsarin rarraba makamashin geothermal za a iya raba shi zuwa manyan layuka biyu:
1) Rarraba wutar lantarki (wanda aka fi sani da shi): wutar lantarki ta ƙasa → wutar lantarki a tashoshin wutar lantarki na ƙasa → hanyar sadarwa ta watsawa → hanyar sadarwa ta rarrabawa → abokan ciniki.
2) Rarraba zafi (amfani kai tsaye): na'urar musayar zafi ta ƙasa → na'urar musayar zafi → hanyar sadarwa ta bututun zafi → abokin ciniki (gida/gini/masana'antu).
2. Muhimman abubuwan da ke cikin sarkar samar da wutar lantarki ta ƙasa
A bayyane yake, ga abubuwan da galibi ke kasancewa daga sama zuwa ƙasa:
– Tafkin ƙasa mai zafi: tushen zafi da ruwa.
– Rijiyar samarwa: tana kwarara ruwan zafi zuwa saman.
– Tsarin tattarawa: hanyar sadarwa ta bututu daga rijiyoyi da dama zuwa wurin sarrafawa ko samar da wutar lantarki.
– Mai rabawa/tankin walƙiya ko mai musayar zafi: yana raba tururi ko kuma yana canja wurin zafi (ya danganta da nau'in fasaha).
– Injin turbines da janareta (don samar da wutar lantarki): suna canza makamashin tururi zuwa makamashin inji sannan kuma makamashin lantarki.
– Tsarin sanyaya da kuma na'urar sanyaya iska: yana sanyaya tururin da ke fitowa daga injin turbine ta yadda zai koma ruwa.
– Rijiyar allura: tana mayar da ruwa zuwa wurin ajiyar don kiyaye ci gaba da kuma kiyaye matsin lamba.
– Tashar wutar lantarki (masu sauya wutar lantarki/masu sauya wutar lantarki): tana ƙara ƙarfin wutar lantarki daga janareta ta yadda za a iya watsa ta yadda ya kamata.
– Cibiyar watsawa: tana watsa wutar lantarki mai ƙarfi a tsawon nisa.
– Cibiyar rarrabawa: tana rage ƙarfin lantarki kuma tana rarrabawa ga abokan ciniki.
- Tsarin sarrafawa da kariya: SCADA, na'urorin watsawa na kariya, na'urorin watsawa na da'ira, da kuma auna ingancin wutar lantarki.
3. Yadda rarrabawa ke aiki a cikin tsarin samar da wutar lantarki (PLTP)
a) Samarwa da tattara ruwa
Ruwan zafi daga rijiyoyin samarwa da dama yana ratsawa ta bututun tattarawa zuwa tashar wutar lantarki. A wannan matakin, ƙirar bututu yana da matuƙar muhimmanci domin ruwan zai iya yin barna, ya ƙunshi ma'adanai da aka narkar, kuma ya kasance a cikin matsin lamba da zafin jiki mai yawa. Don rage asarar zafi da kuma kiyaye daidaiton kwararar ruwa, an tsara bututun da kayan da suka dace da rufi, kuma an sanye shi da bawuloli masu aminci.
b) Canza zafi zuwa wutar lantarki: fasahohi guda uku gama gari
1. Busasshen tururi: busasshen tururi yana juya turbine kai tsaye.
2. Tururin walƙiya: Ruwan zafi mai matsa lamba ana "haskakawa" shi zuwa tururi idan aka rage matsin lambarsa a cikin wani na'urar rabawa. Tururin yana juya turbine, yayin da sauran ruwan za a iya sake allura.
3. Zagaye Biyu: Zafi daga ruwan ƙasa yana canjawa zuwa wani ruwa mai aiki na biyu (misali, isobutane) ta hanyar musayar zafi. Ruwan na biyu yana ƙafewa kuma yana juya injin turbine. Fa'idodi: ƙarancin hayaki kuma ya dace da matsakaicin yanayin zafi na tafki.
Bayan injin turbine ya juya janareta, ana samar da wutar lantarki a matsakaicin ƙarfin lantarki (yawanci kaɗan kV zuwa goma na kV, ya danganta da ƙirar masana'antar). Wannan wutar lantarki ba ta da inganci har yanzu don watsawa mai nisa, don haka ana buƙatar ƙarin mataki.
c) Wurin canza wutar lantarki da na'urar canza wutar lantarki: wurin fara rarraba wutar lantarki
A cikin wurin canzawa, wutar lantarki daga janareta tana ratsawa ta tsarin kariya da aunawa, sannan ta shiga na'urar canza wutar lantarki mai hawa sama don a ƙara ta zuwa ƙarfin lantarki mafi girma (misali, 70 kV, 150 kV, 275 kV, ko 500 kV). Ka'idar tana da sauƙi: mafi girman ƙarfin lantarki, ƙarancin wutar lantarki don irin wannan wutar lantarki, wanda ke haifar da ƙarancin asara (I²R) a cikin layukan watsawa.
d) Watsawa: watsa wutar lantarki daga wuraren zafi na ƙasa zuwa cibiyoyin lodi
Yawancin filayen zafi na ƙasa suna cikin tsaunuka da nisa da birane, wanda hakan ya sa hanyar sadarwa ta watsawa ta zama ginshiƙin rarrabawa. Manyan ƙalubalen da ake fuskanta a wannan matakin sun haɗa da:
– Tsarin ƙasa mai wahala (shigar hasumiyar watsawa, haɗarin zaftarewar ƙasa).
– Aminci a cikin yanayi mai tsanani.
– Daidaita kariya ta yadda wani rikici a wani lokaci ba zai kashe wani yanki mai faɗi ba.
Tsarin watsawa yana aiki akan grid, yana bawa wutar lantarki daga tashoshin wutar lantarki na geothermal damar kwarara zuwa yankunan da ake buƙata, ba kawai zuwa yankin da ke kusa ba. Cibiyoyin watsawa suna sa ido kan mita, ƙarfin lantarki, da kwararar wutar lantarki don kiyaye daidaiton tsarin.
e) Rarrabawa: daga tashar samar da wutar lantarki zuwa abokan ciniki
Kusa da cibiyoyin amfani da wutar lantarki, wutar lantarki tana shiga wani ƙaramin tashar wutar lantarki mai saukowa. Ana rage ƙarfin wutar lantarki zuwa matsakaicin matakin rarrabawa (misali, 20 kV ko 13,8 kV) sannan a rarraba ta hanyar hanyar rarraba wutar lantarki. Kusa da wuraren zama, na'urorin rarraba wutar lantarki suna rage shi zuwa ƙaramin ƙarfin lantarki (misali, 220/380 V) ga gidaje da ƙananan kasuwanci, ko kuma suna kula da matsakaicin matakin ga wasu abokan ciniki na masana'antu.
Saboda haka, "rarraba makamashin geothermal" a cikin tsarin wutar lantarki kusan iri ɗaya ne da sauran tashoshin wutar lantarki: da zarar an mayar da shi wutar lantarki, yana bin tsarin wutar lantarki. Bambancin yana cikin tsarin sama (samar da wutar lantarki) da kuma yanayin ayyukan tashar.
4. Tsarin rarrabawa a cikin amfani kai tsaye na zafi
A wasu yankuna, ana amfani da makamashin geothermal wajen dumama sararin samaniya, ruwan zafi na gida, busar da amfanin gona, wuraren kore, har ma da ayyukan masana'antu. Tsarin shine kamar haka:
1. Ruwan zafi daga rijiyar samarwa yana kwarara zuwa wurin da ake amfani da shi.
2. Ana canja zafin ta hanyar na'urar musanya zafi zuwa ruwa mai tsafta (rufe madauki) don kiyaye ingancin ruwan abokin ciniki da kuma rage haɗarin tsatsa/sikelin.
3. Ana rarraba ruwan zafi mai tsabta ta hanyar bututun da aka rufe wa abokan ciniki (gidaje/gine-gine/masana'antu).
4. Bayan an yi amfani da zafi, ana mayar da ruwan da aka mayar zuwa tsakiya don a sake dumama shi, yayin da ruwan zafin ƙasa gabaɗaya ake sake zuba shi cikin ma'ajiyar ruwa.
Amfanin wannan samfurin shine ingantaccen amfani da makamashi domin yana guje wa mayar da zafi zuwa wutar lantarki. Duk da haka, nisan rarraba shi yawanci yana da iyaka saboda farashin bututu da asarar zafi suna ƙaruwa tare da nisa.
5. Tsarin allura: muhimmin ɓangare na dorewa
Ɗaya daga cikin alamomin sarkar makamashin ƙasa shine kasancewar rijiyoyin allura. Bayan tururi ya ratsa ta cikin injin turbine ya taru, ko kuma bayan an cire zafi a cikin na'urar musayar zafi, ruwan yakan koma ƙasa. Allurar tana taimakawa:
– A kiyaye matsin lamba a ma'ajiyar ruwa domin a tabbatar da cewa an samar da kayayyaki cikin kwanciyar hankali.
– Yana rage raguwar ƙasa.
– Rage fitar ruwa zuwa muhalli.
Dole ne a tsara wurin da za a sanya allurar a hankali don kada a sanyaya wurin samarwa da sauri (na'urar dumama) kuma kada ta haifar da cikas ga aiki.
6. Kula da makamashi, kariya da inganci
Domin tabbatar da ingantaccen rarrabawa, tsarin geothermal yana da kayan aiki masu zuwa:
- SCADA da DCS don sa ido kan zafin jiki, matsin lamba, yawan kwararar ruwa, girgizar turbine, da kuma yanayin kayan aikin lantarki.
- Na'urar watsa kariya don gano gajeriyar da'ira, matsalar ƙasa, mita sama da ƙasa, ƙarfin lantarki sama da ƙasa.
– Ikon sarrafawa (capacitor, reactor, ko janareta mai kunna wutar lantarki) don kiyaye ƙarfin lantarki mai ƙarfi.
- Tsarin kaya domin fitowar janareta ta dace da buƙatun grid.
Cibiyoyin samar da wutar lantarki na ƙasa sau da yawa suna aiki a matsayin janareto masu ɗaukar nauyi (mai dorewa) saboda makamashin ƙasa yana samuwa awanni 24 a rana. Wannan yana taimakawa wajen daidaita tsarin rarrabawa, musamman idan aka haɗa shi da tashoshin samar da wutar lantarki na lokaci-lokaci kamar hasken rana da iska.
7. Kalubalen rarraba makamashin ƙasa
Ko da yake abin dogaro ne, akwai wasu ƙalubale na yau da kullun:
– Wurin da tashar wutar lantarki ke da nisa yana sa aikin samar da wutar lantarki ya yi tsada kuma yana buƙatar izinin filaye.
- Ruwan ƙasa na iya haifar da tsatsa/tsagewa a kan bututu da kayan aikin saman.
– Ya kamata a riƙa sa ido da kuma kula da haɗarin ilimin ƙasa (misali ayyukan ƙananan girgizar ƙasa da suka shafi allura).
– Haɗawa cikin layin wutar lantarki yana buƙatar nazarin kwanciyar hankali mai kyau da kuma daidaita kariya.
Kammalawa
Yadda tsarin rarraba makamashin geothermal ke aiki ya dogara ne da siffar da ake isar da makamashin. Idan aka yi amfani da shi don samar da wutar lantarki, ana mayar da makamashin geothermal zuwa wutar lantarki a tashar wutar lantarki ta geothermal (PLTP), sannan a rarraba shi ta hanyar mashigai, na'urori masu canza wutar lantarki, layukan watsawa, da layukan rarrabawa ga abokan ciniki. Idan aka yi amfani da shi don zafi kai tsaye, ana rarraba makamashin zafi ta hanyar hanyar sadarwa ta bututu mai rufi tare da masu musayar zafi da kuma rufewar zagayawar iska. Dukansu suna buƙatar ƙira mai ƙarfi ta fasaha, tsarin sarrafawa da kariya mai inganci, da kuma ayyukan allura don kiyaye dorewar tafki. Tare da ingantaccen sarrafawa, makamashin geothermal na iya zama ginshiƙin samar da makamashi mai tsabta mai karko da aminci.
Idan kuna so, zan iya ƙara zane-zanen jadawalin aiki ko ƙirƙirar sigar labarin da ta fi mai da hankali kan mahallin Indonesia (PLTP, hanyar sadarwa ta watsawa ta PLN, da misalan filin zafi na ƙasa).
