Geotermální elektrárny ve Spojených státech se nacházejí výhradně v západní části země, kde je potenciál geotermální energie nejvyšší. Nejvyšší koncentrace jsou v pohoří Mayacamas a v Imperial Valley v Kalifornii, stejně jako v západní Nevadě.
Ve Spojených státech je v současné době celkem 31 geotermálních elektráren nebo komplexů, které jsou v provozu. Kalifornie hostí většinu těchto zařízení, včetně největšího světového geotermálního pole, The Geysers. Tento komplex 22 geotermálních elektráren nacházejících se v okresech Sonoma a Lake v Kalifornii, byl první geotermální oblastí, která byla využita pro komerční výrobu elektřiny, když byla v září 1960 uvedena do provozu jednotka 1. Tento komplex byl následně rozvinut na největší geotermální pole na světě s jmenovitou kapacitou 1 517 MW a roční výrobou 6 516 GWh v roce 2018.
Další významnou oblastí je Imperial Valley Geothermal Project, což je komplex jedenácti geotermálních elektráren nacházejících se v geotermálním poli Salton Sea podél jihovýchodního pobřeží Salton Sea v Imperial Valley v Kalifornii. Tento projekt významně přispívá k produkci geotermální energie v regionu.
Jak fungují geotermální elektrárny
Geotermální elektrárny fungují na principu využití tepla z nitra Země k výrobě elektřiny. Tento proces zahrnuje několik klíčových kroků:
- Vrtání a získávání horké vody nebo páry: V geotermálních elektrárnách se vrtají hluboké vrty do zemské kůry, kde jsou nalezena geotermální ložiska. Tato ložiska obsahují horkou vodu nebo páru, která je ohřívána teplem z magmatu pod povrchem Země.
- Extrahování tepla: Horká voda nebo pára se čerpá na povrch. Teplo z této vody nebo páry se pak využívá k ohřevu pracovního média v uzavřeném okruhu, které je často ve formě kapalného chladiva.
- Pohon turbíny: Ohřáté pracovní médium expanduje a přeměňuje se na plyn, který pak pohání turbínu. Turbína je mechanicky spojena s generátorem, který přeměňuje mechanickou energii na elektrickou energii.
- Kondenzace a recyklace: Po průchodu turbínou je plyn opět ochlazen a kondenzován zpět do kapalného stavu. Tato kapalina se pak čerpá zpět do podzemních ložisek, kde se znovu ohřívá a celý cyklus se opakuje.
Existují tři hlavní typy geotermálních elektráren:
- Suché parní elektrárny: Tyto elektrárny používají přímo suchou páru z geotermálních ložisek k pohonu turbíny.
- Fluidační elektrárny: Používají horkou vodu, která uvolňuje páru, která následně pohání turbínu.
- Binární cyklus: Používají středně horkou vodu k ohřevu jiného pracovního média (například izobutanu), které má nižší bod varu než voda, což umožňuje efektivnější přenos tepla a provoz turbíny.
Specifika geotermálních elektráren v USA
Většina geotermálních elektráren v USA využívá především binární cyklus. Tento typ elektrárny je obzvláště vhodný pro geotermální zdroje s nižšími teplotami, které jsou běžné v mnoha oblastech USA. Binární cyklus využívá horkou vodu k ohřevu sekundárního pracovního média s nižším bodem varu, což umožňuje efektivnější přeměnu tepla na elektrickou energii.
Elektrárny v komplexu The Geysers a Imperial Valley jsou příklady pokročilého využití geotermální energie v USA. The Geysers používá suchou páru z podzemních rezervoárů, což umožňuje přímé využití tepla bez nutnosti výměníků tepla. V Imperial Valley jsou využívány jak fluidační, tak binární cyklus, což zajišťuje vysokou efektivitu a spolehlivost výroby elektřiny.
Tato tabulka poskytuje přehled geotermálních elektráren v USA, jejich umístění a roční výrobu elektrické energie, pokud je tento údaj dostupný.
| Název geotermální elektrárny | Stát | Roční výroba elektrické energie (GWh) |
|---|---|---|
| Beowawe | Nevada | 75 |
| Blue Mountain | Nevada | 200 |
| Blundell | Utah | 110 |
| Brady | Nevada | 73 |
| Coso | Kalifornie | 500 |
| Cove Fort | Utah | 60 |
| Desert Peak | Nevada | 75 |
| Dixie Valley | Nevada | 240 |
| Don A. Campbell | Nevada | 180 |
| The Geysers | Kalifornie | 6,516 |
| Heber | Kalifornie | 200 |
| Imperial Valley | Kalifornie | 2,350 |
| Jersey Valley | Nevada | 30 |
| Lightning Dock | Nové Mexiko | 35 |
| Mammoth | Kalifornie | 215 |
| McGinness Hills | Nevada | 771 |
| Neal Hot Springs | Oregon | 176 |
| North Brawley | Kalifornie | 56 |
| Ormesa | Kalifornie | 268 |
| Patua | Nevada | 138 |
| Puna | Havaj | 323 |
| Raft River | Idaho | 83 |
| Salt Wells | Nevada | 72 |
| San Emidio | Nevada | 65 |
| Soda Lake | Nevada | 60 |
| Steamboat | Nevada | 200 |
| Stillwater | Nevada | 210 |
| Thermo 1 | Utah | 50 |
| Tungsten Mountain | Nevada | 37 |
| Tuscarora | Nevada | 33 |
| Wabuska | Nevada | 40 |
