الطاقة الحرارية الجوفية - كتاب العلوم - الصف 8 - الفصل 2 - المملكة العربية السعودية

📚 الطاقة الحرارية الجوفية

المفاهيم الأساسية

الطاقة الحرارية الجوفية (Geothermal Energy): الحرارة الموجودة في باطن الأرض، تنتج أغلبها عن انحلال أنوية ذرات مشعة.

الخزانات الحرارية الجوفية: شقوق أو فجوات تحت ضغط عالي يحبس فيها الماء الساخن والبخار المتكون من تسخين مياه الأمطار والمياه الجوفية بالصخور الساخنة.

منشآت الطاقة الحرارية الجوفية: منشآت يتم فيها حفر آبار للوصول إلى الخزانات الحرارية الجوفية واستخدام الماء الساخن والبخار لتوليد الكهرباء.

خريطة المفاهيم

```markmap

موارد البيئة وحمايتها

الدرس الثالث: تقليل استخدام الوقود الأحفوري والطاقة المتجددة

بدائل الوقود الأحفوري (مصادر الطاقة المتجددة)

#### الطاقة الكهرومائية

##### كيف تعمل؟

###### ١. طاقة وضع الماء (خلف السد)

###### ٢. الطاقة الحركية للماء

###### ٣. الطاقة الحركية للمحرك التوربيني

###### ٤. الطاقة الكهربائية الخارجة من المولد

##### لماذا تعد متجددة؟

###### لأنها تستخدم الماء كمصدر متجدد

##### المزايا

###### غير ملوثة للهواء (لا يتم حرق وقود)

##### السلبيات (تحفظات بيئية)

###### بناء السدود يؤدي إلى:

####### غمر مساحات واسعة من الأراضي

####### تدمير المواطن البيئية

####### تحويل جزء من النهر إلى بحيرة

#### طاقة الرياح

##### كيف تعمل؟

###### تحرك الرياح مراوح التوربينات المتصلة بالمولدات

##### شرط التشغيل

###### سرعة رياح لا تقل عن ٣٢ كم/ساعة

##### المزايا

###### غير ملوثة للهواء

##### السلبيات

###### لا يمكن توليد الكهرباء إلا عند وجود الرياح

###### نسبة قليلة من الكهرباء المستخدمة في العالم

#### الطاقة النووية

##### مصدر الطاقة

###### الانشطار النووي لذرات عناصر مثل اليورانيوم

##### كفاءة عالية

###### ١ كجم وقود نووي ≈ طاقة ٣ ملايين لتر غاز طبيعي

##### كيف تعمل؟ (تحولات الطاقة)

###### ١. الطاقة النووية للذرات

###### ٢. الطاقة الحرارية للماء

###### ٣. الطاقة الحركية للبخار

###### ٤. الطاقة الحركية للتوربين

###### ٥. الطاقة الكهربائية الخارجة من المولد

##### المزايا

###### لا تحتاج إلى إحراق وقود أحفوري (تحافظ عليه)

###### لا تسبب تلوثًا للهواء

###### طاقة كبيرة: محطة نووية واحدة تكفي ٦٠٠,٠٠٠ منزل

###### مخلفات قليلة الحجم (متر مكعب واحد)

##### العيوب (المخلفات النووية)

###### اليورانيوم مصدر غير متجدد

###### المخلفات نشطة إشعاعيًا وخطيرة على الكائنات الحية

###### بعض المخلفات تبقى نشطة لآلاف السنين

###### طرق التخزين الآمن: وضعها في حاويات خزفية محكمة الإغلاق

#### الطاقة الحرارية الجوفية

##### مصدر الطاقة

###### الحرارة في باطن الأرض الناتجة عن انحلال أنوية الذرات المشعة

##### كيف تتكون؟

###### تتزايد درجة الحرارة مع العمق

###### على عمق ٣ كم: درجة حرارة كافية لغلي الماء

###### على عمق ١٠٠ كم: درجة حرارة تصل ~٩٠٠°س

##### الخزانات الحرارية الجوفية

###### كيف تتكون؟

####### تقترب الصخور المصهورة من السطح

####### تسخن الصخور المحيطة

####### تتسرب مياه الأمطار والمياه الجوفية عبر التشققات

####### يسخن الماء ويتشكل بخار

####### يحبس الماء الساخن والبخار تحت ضغط عالٍ في شقوق (الخزانات)

###### أشكالها

####### خزانات تحت الأرض

####### ينابيع حارة (عند اقترابها من السطح)

##### الاستخدامات

###### محطات توليد الطاقة الحرارية الجوفية

####### تضخ الماء الساخن من باطن الأرض

####### تدفئة المنازل

####### توليد الطاقة الكهربائية

####### تدفئة البحيرات للسباحة

###### الاستشفاء (من الينابيع الحارة)

##### كيفية الاستخراج

###### حفر آبار في مناطق قريبة من السطح (بضعة كيلومترات)

###### الوصول إلى الخزانات الحرارية الجوفية

###### استخدام الماء الساخن والبخار تحت ضغط عالٍ

```

نقاط مهمة

• مصدر الطاقة الحرارية الجوفية الرئيسي هو انحلال أنوية الذرات المشعة في باطن الأرض.
• يمكن أن تصل الصخور المصهورة (المنصهرة) إلى السطح عبر الشقوق أثناء الثوران البركاني.
• عندما تكون المياه الساخنة والبخار قريبين من السطح، يشكلان ينابيع حارة تُستخدم في مجالات مثل الاستشفاء.
• يتم اختيار مواقع دفن النفايات النووية بعناية لتجنب تلويث المياه الجوفية ولتكون آمنة من الهزات الأرضية والكوارث الطبيعية.

في حاويات واقية، ودفن هذه الحاويات عميقاً في الأرض. ويجب اختيار موقع الدفن هذا بعناية حتى لا تلوث المياه الجوفية، وأن يكون الموقع آمناً من حدوث الهزات الأرضية والكوارث الطبيعية الأخرى.

الطاقة الحرارية الجوفية

تتزايد درجة حرارة الأرض مع ازدياد العمق، فعلى عمق ٣ كم تكون درجة الحرارة كافية لغلي الماء، وعلى عمق ١٠٠ كم تصل درجة الحرارة إلى ما يقارب ٩٠٠°س. تسمى الحرارة الموجودة في باطن الأرض الطاقة الحرارية الجوفية Geothermal Energy. وتنتج أغلب الطاقة الحرارية الجوفية عن انحلال أنوية ذرات مشعة في باطن الأرض. وفي بعض المناطق - على أعماق كبيرة في باطن الأرض - تكون درجة الحرارة كافية لصهر الصخور، وفي أثناء الثوران البركاني تصل الصخور المنصهرة إلى سطح الأرض عبر الشقوق التي تحدث في القشرة الأرضية.

الخزانات الحرارية الجوفية

في بعض المناطق تكون الصخور المنصهرة قريبة من السطح، فتسخن الصخور حولها، وعندما تصل مياه الأمطار والمياه الجوفية عبر الشقوق الموجودة في سطح الأرض إلى الصخور الساخنة يسخن بخار الماء، ويتشكل البخار. ويمكن للمـاء الساخن والبخار أن يعلقا تحت الضغط العالي في الشقوق أو الفجوات التي تسمى الخزانات الحرارية الجوفية. وفي بعض الأحيان تكون المياه الساخنة والبخار قريبين من سطح الأرض فتشكل الينابيع الحارة، التي يمكن الاستفادة منها في مجالات مختلفة، منها الاستشفاء، كما في الشكل ٨.

من أين تأتي الطاقة الحرارية الجوفية؟

منشآت الطاقة الحرارية الجوفية

الطاقة الجوفية في المناطق التي تكون فيها قريبة من سطح الأرض، حيث يستخدم الماء الساخن والبخار الناتج عن هذه الخزانات لتوليد الطاقة الحرارية من خلال منشآت الجوفية. وتحتوي معظم هذه الخزانات ماء تحت ضغط عالٍ، ويبين الشكل ٩ كيف تستخدم

وزارة التعليم Ministry of Education 2025 - 1447

١٢٠

في حاويات واقية، ودفن هذه الحاويات عميقاً في الأرض. ويجب اختيار موقع الدفن هذا بعناية حتى لا تلوث المياه الجوفية، وأن يكون الموقع آمناً من حدوث الهزات الأرضية والكوارث الطبيعية الأخرى. --- SECTION: الطاقة الحرارية الجوفية --- الطاقة الحرارية الجوفية تتزايد درجة حرارة الأرض مع ازدياد العمق، فعلى عمق ٣ كم تكون درجة الحرارة كافية لغلي الماء، وعلى عمق ١٠٠ كم تصل درجة الحرارة إلى ما يقارب ٩٠٠°س. تسمى الحرارة الموجودة في باطن الأرض الطاقة الحرارية الجوفية Geothermal Energy. وتنتج أغلب الطاقة الحرارية الجوفية عن انحلال أنوية ذرات مشعة في باطن الأرض. وفي بعض المناطق - على أعماق كبيرة في باطن الأرض - تكون درجة الحرارة كافية لصهر الصخور، وفي أثناء الثوران البركاني تصل الصخور المنصهرة إلى سطح الأرض عبر الشقوق التي تحدث في القشرة الأرضية. --- SECTION: الخزانات الحرارية الجوفية --- الخزانات الحرارية الجوفية في بعض المناطق تكون الصخور المنصهرة قريبة من السطح، فتسخن الصخور حولها، وعندما تصل مياه الأمطار والمياه الجوفية عبر الشقوق الموجودة في سطح الأرض إلى الصخور الساخنة يسخن بخار الماء، ويتشكل البخار. ويمكن للمـاء الساخن والبخار أن يعلقا تحت الضغط العالي في الشقوق أو الفجوات التي تسمى الخزانات الحرارية الجوفية. وفي بعض الأحيان تكون المياه الساخنة والبخار قريبين من سطح الأرض فتشكل الينابيع الحارة، التي يمكن الاستفادة منها في مجالات مختلفة، منها الاستشفاء، كما في الشكل ٨. --- SECTION: ماذا قرأت؟ --- من أين تأتي الطاقة الحرارية الجوفية؟ --- SECTION: منشآت الطاقة الحرارية الجوفية --- منشآت الطاقة الحرارية الجوفية الطاقة الجوفية في المناطق التي تكون فيها قريبة من سطح الأرض، حيث يستخدم الماء الساخن والبخار الناتج عن هذه الخزانات لتوليد الطاقة الحرارية من خلال منشآت الجوفية. وتحتوي معظم هذه الخزانات ماء تحت ضغط عالٍ، ويبين الشكل ٩ كيف تستخدم وزارة التعليم Ministry of Education 2025 - 1447 ١٢٠ --- VISUAL CONTEXT --- **FIGURE**: الشكل ٨ تضخ محطات توليد الطاقة الحرارية الجوفية الماء الساخن من باطن الأرض لتدفئة المنازل وتوليد الطاقة الكهربائية، كما قد تدفع المياه الساخنة إلى البحيرات، مما يجعلها دافئة، حيث لو كانت الأرض مليئة بالثلج. Description: A photograph showing a geothermal power plant with steam rising from pipes into a large body of blue water, with people visible in the water. The image depicts the practical application of geothermal energy. Context: Illustrates the use of geothermal energy for heating homes and generating electricity, as well as its potential for heating water bodies.