Художественная культура и искусство Курс лекций по истории искусства Теория машин и механизмов Математический анализ Электротехника и электроника Расчеты электрических цепей Начертательная геометрия Примеры выполнения заданий
контрольной работы
Лекции и задачи по физике Компьютерная  безопасность Информационные системы Атомная физика
Нетрадиционная виды получения электрической энергии Ветродвигатели Гелиоэнергетика Альтернативная гидроэнергетика Геотермальная энергетика Космическая энергетика Водородная энергетика Биотопливная энергетика

Геотермальная энергетика

Производство электроэнергии, а также тепловой энергии за счёт тепловой энергии, содержащейся в недрах земли.

В вулканических районах циркулирующая вода перегревается выше температур кипения на относительно небольших глубинах и по трещинам поднимается к поверхности иногда проявляя себя в виде гейзеров. Доступ к подземным тёплым водам возможен при помощи глубинного бурения скважин. Более чем паротермы распространены сухие высокотемпературные породы, энергия которых доступна при помощи закачки и последующего отбора из них перегретой воды. Высокие горизонты пород с температурой менее 100 °C распространены и на множестве геологически малоактивных территорий, потому наиболее перспективным считается использование геотермальной энергии в качестве источника тепла.

Хозяйственное применение геотермальных источников распространено в: Исландии , Новой Зеландии, Италии и Франции, Литве, Мексике, Никарагуа, Коста-Рике, Филиппинах, Индонезии, Китае, Японии, Кении.

Рис. 36. Схема двухконтурной ГеоТЭС на парогидротермах, так называемый «цикл Калины»

1-добываемая скважина; 2-гравитационный сепаратор; 3-парогенератор; 4-экономайзер;

5-барботажный абсорбер; 6-скважина отработанного материала; 7-турбогенератор;

8-смешивающий конденсатор; 9-паровой эжектор; 10-сборник конденсата; 11-«сухая» вентиляционная градирня; 12-расширитель 1-й ступени; 13- расширитель 2-й ступени;

14-шумоглушитель; 15-грязеотдилитель; 16-разрывной клапан.

В этой технологии в комплект оборудования добавляется парогенератор. На “горячей” стороне парогенератора конденсируется геотермальный пар; на “холодной“ стороне генерируется вторичный пар, полученный из питательной воды, химочищенной традиционными методами. При этом используется традиционная влажнопаровая турбина. В двухконтурной схеме за счет отсутствия газов во вторичном паре будет получен более глубокий вакуум в конденсаторе и этим будет компенсирована потеря потенциала геотермального пара в парогенераторе. С использованием термодинамической концепции максимальной работоспособности (эксергия) были проведены исследования двухконтурной технологической схемы ГеоТЭС на парогидротермах которые показали, что в двухконтурной технологии из 1 кг геотермального пара можно получить примерно (±1 - 2%) такую же работу на валу турбины, как и в одноконтурной схеме.

Рис. 37. Схема геотермальной электростанции с конденсационной турбиной и прямым использованием природного пара.

1-скважина; 2-турбина; 3-генератор; 4-насос; 5-конденсатор; 6-градирня; 7-компрессор; 8-сброс

Рис. 38. ГеоТЭС Нойштадт-ГлевеРис. 39. Верхнее-мутновская ГеоЭС. Камчатка, Россия.

Мощность 12 МВт.

Рис. 40. Мутновская ГеоЭС.

Камчатка, Россия.

Мощность 50 МВт.

Рис. 41. ГеоЭС Вайракей.

Новая Зеландия.

Мощность 181 МВт.

Перспективы развития отрасли: Все российские геотермальные электростанции расположены на Камчатке и Курилах, суммарный электропотенциал пароводных терм одной Камчатки оценивается в 1 ГВт рабочей электрической мощности. Российский потенциал реализован только в размере не многим более 80 МВт установленной мощности (2009) и около 450 млн. кВт·ч годовой выработки (2009): Мутновское месторождение: Верхне-Мутновская ГеоЭС установленной мощностью 12 МВт·э (2007) и выработкой 52,9 млн кВт·ч/год (2007) (81,4 в 2004), Мутновская ГеоЭС установленной мощностью

50 МВт·э (2007) и выработкой 360,7 млн кВт·ч/год (2007) (на 2006 год ведётся строительство, увеличивающее мощность до 80 МВт·э и выработку до 577 млн кВт·ч). Паужетское месторождение возле вулканов Кошелева и Камбального — Паужетская ГеоТЭС мощностью 14,5 МВт·э (2004) и выработкой 59,5 млн кВт·ч (на 2006 год проводится реконструкция с увеличением мощности до 18 МВт·э). Месторождение на острове Итуруп (Курилы): Океанская ГеоТЭС установленой мощностью 2,5 МВт·э (2009). Существует проект мощностью 34,5 МВт и годовой выработкой 107 млн кВт·ч.

Кунаширское месторождение (Курилы): Менделеевская ГеоТЭС мощностью 3,6 МВт·э (2009).

В Ставропольском крае на Каясулинском месторождении начато и приостановлено строительство дорогостоящей опытной Ставропольской ГеоТЭС мощностью 3 МВт.

Количество энергии полученной геотермальными станциями в 2007 году. Таблица 1.

№ п.п.

Страна

Мощность, МВт

США

2687

Филиппины

1970

Индонезия

992

Италия

953

Япония

535

Новая Зеландия

472

Исландия

421

Сальвадор

204

Коста Рика

163

Кения

129

Никарагуа

87

Россия

79

Папуа-Новая Гвинея

56

Гватемала

53

Турция

38

Рис. 42. Карта геотермальных ресурсов Российской Федерации.

Ветровой энергетический потенциал Земли в 1989 году был оценен в 300 млрд. кВт * ч в год. Но для технического освоения из этого количества пригодно только 1,5%. Главное препятствие для него – рассеянность и непостоянство ветровой энергии. Непостоянство ветра требует сооружения аккумуляторов энергии, что значительно удорожает себестоимость электроэнергии. Из-за рассеянности при сооружении равных по мощности солнечных и ветровых электростанций для последних требуется в пять раз больше площади (впрочем, эти земли можно одновременно использовать и для сельскохозяйственных нужд)
Принцип построения атомной энергетики