Принцип работы геотермальной электростанции: Что такое Геотермальная электростанция (ГеоЭС или ГеоТЭС)?

Геотермальная электростанция, устройство и принцип работы

Получение тепловой энергии Получение электроэнергии Получение энергии. Электроэнергетика Прорывные технологии 

Геотермальная электростанция, устройство и принцип работы.

Поделиться в:

Геотермальная электростанция (ГеоЭС или ГеоТЭС) – один из видов электростанций, которые преобразуют тепловую – геотермальную энергию подземных источников (например, гейзеров) в электрическую энергию.

Геотермальная электростанция и геотермальная энергия

Виды геотермальной энергии

Виды геотермальных вод

Устройство геотермальной электростанции

Преимущества геотермальной электростанции

Трудности и проблемы эксплуатации геотермальной электростанции

Выработка электроэнергии на геотермальных электростанциях в России

Геотермальная электростанция и геотермальная энергия:

Геотермальная электростанция (ГеоЭС или ГеоТЭС) – один из видов электростанций, которые преобразуют тепловую – геотермальную энергию подземных источников (например, гейзеров) в электрическую энергию.

Геотермальная энергия – это энергия, получаемая из природного тепла Земли. По различным подсчетам температура в центре Земли составляет минимум 6650 °C. Тепло образуется за счет радиоактивного распада урана, тория, калия и других радиоактивных изотопов химических элементов. Температура в центре Земли постоянна. Конечно ж, Земля остывает, но скорость остывания равна 300-350 °C в один миллиард лет. Тепловой поток, текущий из недр Земли через ее поверхность, составляет 47±2 ТВт тепла или 400 тыс. ТВт·ч в год, что в 17 раз больше, чем выработка всей мировой энергетики и эквивалентно сжиганию 46 млрд тонн угля. Таким образом, получается, что Земля представляет собой неисчерпаемый источник тепловой – геотермальной энергии.

Геотермальная энергия относится к альтернативным и возобновляемым источникам энергии. Такая энергия в виде тепла может использоваться как непосредственно для обогрева домов и зданий, так и для производства электроэнергии.

Однако тепловой КПД геотермальных электростанций невысок и составляет около 7-10 %.

Виды геотермальной энергии:

Геотермальная энергия подразделяется на петротермальную энергию и гидротермальную энергию.

В первом случае источником энергии служит температура глубинных слоев Земли.

Так, при движении в глубь – к центру Земли повышается окружающая температура. На каждые 100 метров в глубь температура увеличивается в среднем на 2,5 °С. Или геотермический градиент возрастает на 1 °C каждые 36 метров. На глубине 5 км температура составляет примерно 125 °С, а на 10 км – около 250 °С.

Наибольший геотермический градиент, равный 150 °С на 1 км, зарегистрирован в штате Орегон (США), наименьший – в ЮАР (6 °С на 1 км).

Для извлечения петротермальной энергии бурятся две скважины, в одну из них закачивают воду. При движении к центру Земли вода нагревается, затем попадает в смежную скважину и выходит в виде пара на поверхность.

Во втором – горячие подземные воды. В вулканических районах Земли циркулирующая в глубине планеты вода перегревается выше температуры кипения и по трещинам поднимается вверх к поверхности. Перегретая вода выходит к поверхности в виде пара или горячей воды, иногда проявляя себя в виде гейзеров. Поэтому геотермальные электростанции строятся непосредственно в местах выхода воды на поверхность в виде гейзеров либо в областях вокруг краев континентальных плит, потому что земная кора в таких зонах намного тоньше.

Перспективным и широко распространенным источником является как раз гидротермальная энергия.

Гидротермальные регионы имеются во многих частях мира: в России (Камчатка, Курильские острова, Краснодарский край, Ставропольский край, Дагестан, Карачаево-Черкесия, Чечня, Северная Осетия и пр.), Исландии, Новой Зеландии, Италии, Франции, Литве, Мексике, Никарагуа, Коста-Рике, Индонезии, Китае, Японии, Кении, Таджикистане, на Филиппинах.

Для извлечения гидротермальной энергии также бурятся скважины.

Виды геотермальных вод:

– по температуре: слаботермальные – до +40 °C, термальные – от +40 до +60 °C, высокотермальные – от +60 до +100 °C, перегретые – более +100 °C;

– по минерализации: ультрапресные – до 0,1 г сухого остатка на 1 л, пресные – 0,1-1,0 г/л, слабосолоноватые – 1,0-3,0 г/л, сильносолоноватые – 3,0-10,0 г/л, солёные – 10,0-35,0 г/л, рассольные – более 35,0 г/л;

– по общей жёсткости: очень мягкие, мягкие, средние, жёсткие, очень жёсткие;

– по кислотности: сильнокислые – до 3,5 рН, кислые – 3,5-5,5 рН, слабокислые – 5,5-6,8, нейтральные – 6,8-7,2 рН, слабощелочные – 7,2-8,5 рН, щелочные – более 8,5 рН;

– по газовому составу: сероводородные, сероводородно-углекислые, углекислые, азотно-углекислые, метановые, азотно-метановые и азотные;

– по газонасыщенности: слабые – до 100 мг/л, средние – 100-1000 мг/л, высокие – более 1000 мг/л.

Устройство геотермальной электростанции:

Для получения гидротермальной энергии и преобразования ее в электрическую на геотермальной электростанции используют несколько способов:

– прямой способ. Пар из скважины напрямую направляется по трубам в паровую турбину, соединённую с электрогенератором, и вращает её лопасти. За счет вращательного движения вырабатывается электрический ток;

– непрямой способ. Аналогичен предыдущему с той лишь разницей, что перед попаданием в трубы пар очищают от газов, вызывающих разрушение труб;

– смешанный способ. Аналогичен прямому способу с той лишь разницей, что пар конденсируется и из воды удаляют не растворившиеся в ней газы;

– бинарный способ. В качестве рабочего тела используется не термальная вода или пар, а другая жидкость с низкой температурой кипения. Термальная вода (или пар) из скважины пропускается через теплообменник, который передает тепло другой жидкости с меньшей температурой кипения. Эта – другая жидкость закипает в теплообменнике и её пар подается в паровую турбину и вращает ее лопасти.

Преимущества геотермальной электростанции:

– геотермальная электростанция работает на возобновляемом источнике энергии,

– запасы геотермальной энергии неисчерпаемы,

– способна работать в автономном режиме без участия человека,

– не зависит от сезонных, погодных и прочих (день-ночь) факторов,

– геотермальная энергия постоянна во времени.

Трудности и проблемы эксплуатации геотермальной электростанции:

– необходимость возобновляемого цикла поступления и обратной закачки отработанной воды в подземный водоносный горизонт, на что требуется дополнительный расход энергии. Закачка отработанной воды необходима еще и для того, чтобы давление в водоносном пласте не упало, что приведет к уменьшению выработки геотермальной станции или её полной неработоспособности;

– в термальных водах содержится большое количество солей различных токсичных металлов (например, свинца, цинка, кадмия), неметаллов (например, бора, мышьяка) и химических соединений (например, аммиака, фенолов, сероводорода, метана), что исключает сброс этих вод в природные водные системы, расположенные на поверхности, с одной стороны, и которые негативно влияют на работу оборудования, с другой, а потому подлежат извлечению и утилизации.

Выработка электроэнергии на геотермальных электростанциях в России:

В России работают несколько геотермальных электростанций:

– Верхне-Мутновская геотермальная электростанция (ГеоТЭС), установленной мощностью 12 МВт (2011 г.) и выработкой электроэнергии 69,5 млн кВт·ч/год (2010 г.). Расположена на Мутновском месторождении в Елизовском районе Камчатского края, вблизи Мутновской сопки;

– Мутновская геотермальная электростанция (ГеоТЭС), установленной мощностью 50 МВт (2011 г.) и выработкой электроэнергии 360,5 млн кВт·ч/год (2010 г.). Расположена на Мутновском месторождении в Елизовском районе Камчатского края, к северо-востоку от Мутновской сопки, на высоте около 800 метров над уровнем моря;

– Паужетская геотермальная электростанция (ГеоТЭС), установленной мощностью 14,5 МВт (2011 г.) и выработкой 43,1 млн кВт·ч/год (2011 г.). Расположена на Камбальском месторождении парогидротерм в юго-западной части Камчатского полуострова в посёлке Паужетка около вулканов Кошелева и Камбального. Это первая по времени строительства геотермальная электростанция России, введена в эксплуатацию в 1966 году;

– Океанская геотермальная электростанция (ГеоТЭС), установленной мощностью 2,5 МВт (2009 г.).  Расположена у подножия вулкана Баранского на острове Итуруп в Сахалинской области вблизи океана;

– Менделеевская геотермальная электростанция (ГеоТЭС), установленной мощностью 3,6 МВт (2009 г.). Расположена на острове Кунашир около вулкана Менделеева.

Примечание: © Фото //www.pexels.com, //pixabay.com

солнечные ветровые действующие крупнейшие геотермальные электростанции в россии принцип работы в мире презентация список источник энергии какие
преимущества плюсы и минусы недостатки типы виды мощность геотермальных электростанций
преимущества геотермальной электростанции перед тэс
первая геотермальная электростанция на камчатке схема является фото на карте исландии для дома особенности примеры на полуострове страны лидеры

Коэффициент востребованности
1 674

Геотермальные электростанции: принцип работы ГеоТЭС, плюсы

Термальная энергия планеты используется напрямую или преобразуется в электрическую. Это возобновляемый ресурс, перспективный для развития альтернативной энергетики. Геотермальные электростанции строятся в районах дремлющих вулканов, где сталкиваются или разрываются тектонические плиты. Тепло Земли прорывается ближе к поверхности в виде пара при соединении разогретой магмы и водных залежей.

По расчетам специалистов геотермальной энергетики, доступная тепловая энергия планеты способна обеспечить потребности населения. Активное освоение термических ресурсов началось в середине прошлого века. Пар, поступающий из гейзеров, улавливают и направляют для обогрева жилого сектора, тепличных хозяйств. Укладывают трубопроводы, по которым вода горячих источников устремляется в города и поселки. Часть энергии паровые турбины перерабатывают в электричество. Пока КПД ГеоЭС 7-10%, но технологии совершенствуются. Освоение терморесурсов планеты продолжается.

Содержание

• 1 Геотермальные электростанции или что такое геотермальная энергия?
• 2 Принцип работы геотермальных электростанций
  • 2. 1 Прямой метод
  • 2.2 Непрямой метод
  • 2.3 Смешанный бинарный метод
• 3 Преимущества и недостатки ГТЭС
• 4 Геотермальные электростанции в России
  • 4.1 Паужетская ГеоЭС
  • 4.2 Верхне-Мутновская опытно-промышленная ГеоЭС
  • 4.3 Мутновская ГеоЭС
  • 4.4 Океанская ГеоЭС
  • 4.5 Менделеевская ГеоТЭС
• 5 Геотермальные станции в мире
• 6 Будущее геотермального электричества

Геотермальные электростанции или что такое геотермальная энергия?

Горячий гейзер – природный геотермальный источник. Их на Земле немного. Пар научились добывать из глубин бурением скважин. Каждые 36 метров температура геологических отложений повышается на один градус. В 60 странах, расположенных в районе тихоокеанского вулканического кольца и на Дальнем Востоке, уже используют термальную энергию.

Авторское право на создание первой электростанции подобного рода принадлежит Пьеро Джинори Конти. Он в 1904 году провел испытания генератора: подключил к нему 4 лампочки. В 1911 году в городе Лардерелло итальянской провинции Пиза начала работать станция, которая сейчас производит 10% мирового объема геотермального электричества.

Принцип работы геотермальных электростанций

Чтобы направить пар на лопасти турбины, его необходимо добыть из-под земли. В основе принципа работы геотермальных электростанций лежит метод закачки воды в рабочую скважину. Жидкость нагревается в теплых пластах до насыщенного пара, который с силой вырывается на поверхность.

Для генерации электроэнергии применяют 3 основных метода:

• сухой пар: геотермальные ресурсы воздействуют на турбину;
• насыщенные газовые среды высокой влажности взаимодействуют с генератором.
• комбинированный сочетает обе технологии.

Прямой метод

Используется гидротермальный пар, вырывающийся из земли по питающей скважине. Он приводит турбину генератора в движение. Отработанная жидкость закачивается в твердые земные пласты. Происходит загрязнение термальных слоев.

Непрямой метод

Перегретые гидротермальные ресурсы из скважины поступают в испаритель, где тепло геотермальной воды выпаривает избыточную влагу из теплоносителя. Пар из испарителя под давлением поступает на лопасти турбины, заставляет их вращаться. Электростанции на парогидротермах второго поколения, более мощные и надежные: система испаритель–турбина замкнутая.

Смешанный бинарный метод

Современные геотермальные электростанции по принципу работы схожи с генераторными установками второго поколения. Только разогретая землей вода проходит через теплообменник, заполненный теплоносителем. Устройство передает тепло земли воздушной смеси, вращающей генератор. При такой технологии используют менее разогретые термальные воды, увеличивается теплоотдача, снижаются энергетические потери.

Преимущества и недостатки ГТЭС

В будущем планируется развитие геотермальных электростанций, их преимущества и недостатки очевидны. Сначала о хорошем:

• геотермальные воды – возобновляемый и неисчерпаемый ресурс;
• генератор не зависит от внешних источников топлива;
• у геотермальной электростанции имеются экологические преимущества: она не загрязняет атмосферу, не разрушает экосистему;
• природное тепло Земли превосходит по потенциалу органическое топливо;
• электростанции работают автономно, только при запуске турбину требуется дизтопливо для работы насоса;
• исключено влияние погодных факторов;
• установки компактные, ремонтоспособные, не требуют больших экономических затрат;
• низкая себестоимость используемых ресурсов;
• при создании ГТЭС не предусмотрены санитарные зоны, окружающую территорию можно использовать для других целей, например, выращивания с/х продукции в теплицах;
• минимальный штат обслуживающего персонала;
• используя для генерации пара морскую воду по открытому циклу, можно использовать генераторные установки как опреснители для получения питьевой воды.

Недостатки геотермальных электростанций:

• длительный и финансово затратный этап изыскательских работ;
• станции строят в сейсмически нестабильных районах, высок риск аварий во время землетрясений;
• термальные воды в некоторых районах содержат горючие сопутствующие газы, природные углеводороды, повышается пожароопасность;
• работа генераторов связана с повышением уровня шума, вибрацией, влияющей на животных и птиц.

Геотермальные электростанции в России

Сейсмически активные районы находятся на Дальнем Востоке и в районах Северного Кавказа. Развитие геотермальных электростанций в России ограничено территориально, применение тепловых насосов возможно на Урале и Алтае. Сейчас в основном тепло Земли используется для обогрева жилого фонда, с/х тепличных комплексов. Только 13% перерабатывается в электричество.

Паужетская ГеоЭС

Находится на западном берегу Камчатки рядом с вулканом Камбальным. Открытие Паужетской геотермальной электростанции состоялось в 1966 году. Она создавалась для нужд жителей Паужетка, генерировала всего 5 мегаватт. Постепенно расширялась, теперь мощность 17 мегаватт. Улучшены очистные сооружения первой геотермальной электростанции России, второй турбоагрегат мощностью 6 МВт построен в 1980-м, второй – в 2006-м. Принцип работы геотермальной установки основан на прямом использовании пара. Достраивается бинарный блок комбинированного типа.

Верхне-Мутновская опытно-промышленная ГеоЭС

Работает изолированно от РАО ЕЭС, расположена в южной части Камчатки у подножия вулкана Мутновский. Инициатор строительства станции – АО «Наука». На площадке происходит разделение выкачиваемой смеси на пар (он подается на турбины) и воду (ее закачивают в горные пласты). Суммарная мощность блоков, обслуживающих две скважины – 12 мегаватт.

Мутновская ГеоЭС

Самая крупная станция Камчатки с прямым использованием пара. Расположена у одноименной сопки, завязана с Верхне-Мутновской станцией в единый энергетический комплекс, производят 1/3 потребностей Камчатки. Два блока мощностью 25 МВт достигли максимальной производительности в 2002 году.

Океанская ГеоЭС

До введения объекта на Итурупе были только дизельные генераторы. С пуском ГеоЭС Океанская годовая экономия дизтоплива составила около 4 тысяч тонн. Общая мощность двух модулей «Туман-2А» – 2,5 МВт. Электростанция проработала до марта 2013, после этого работает только один модуль на неполную мощность.

Менделеевская ГеоТЭС

Построена у подножия одноименного вулкана на острове Кунашир. Проектная мощность – 3,6 мегаватт. Из четырех скважин одна вышла из строя, забита серой после подвижек земной коры. В ближайшее время планируется модернизация электростанции, повышение производства электричества в два раза.

Геотермальные станции в мире

В Топе 15 стран, использующих термальную энергию, Россия занимает 13 место. Лидируют страны, где много сейсмоактивных зон.

Данные приведенные ниже актуальны на конец 2019 года. Источник: Think Geoenergy

По состоянию на конец 2019 года глобальная мощность производства геотермальной энергии составляла 15 406 МВт. С добавлением 759 МВт мощности это самый большой ежегодный прирост геотермальной энергии за последние 20 с лишним лет.

Список открывает США, ГеоЭС и гелиотермические электростанции вырабатывают в год 3676 МВт, 3 – 5% от потребляемой мощности. Это:

• 22 электростанции комплекса «The Geysers» (на плато гейзеров)в Калифорнии, обеспечивает 60% потребности северного побережья штата;
• 10 геоблоков в долине Империал, выработка «Imperial Valley Geothermal Area»;
• электростанция «Navy 1 Geothermal Area» в Неваде у озера Чайна Лейк, создана для нужд военной базы.

В Индонезии по оценкам экспертов сосредоточено 40% мирового потенциала, оценивается в 24 ГВт. Страна сделала экономический рывок в последние годы, 6 – 7% (это 2133 МВт) вырабатываемого электричества производят ГеоЭС. Самые крупные расположены на Суматре. Продолжается расширение блока Sarulla Unit. У первой очереди производительность 220 МВт, у второй – 110 мегаватт, строится третья.
Рядом расположена электростанция «Sorik Marapi Modular» (110 МВт), в провинции Лампунг достраивается «Ulubulu Unit» на 320,8 МВт. На острове Ява только одна геотермостанция – «Karaha Bodas» (30 МВт).

Третью строчку в рейтинге занимают Филиппины. Объем вырабатываемой энергии – 1918 МВт, это 27% всего производства. «Тиви» – первая электростанция, построена в 1982 году, сейчас выдает 330,0 мегаватт. «Макилинг-Банахау» начала работу в 1984 году, достигла мощности 458,0 МВт.

Мексика производит 963 МВт в год, это 3% потребления, основной вклад делает «Cerro Prieto Geothermal Power Station» (720 МВт). Остальные геостанции страны небольшие.

В Новой Зеландии расположена одна из крупных ГеоЭС – «Ngatamariki» (110 МВт), она вырабатывает 1/5 часть геотермальной энергии. Общий объем производства страны около 1000 мегаватт, 20% от потребления.

В Исландии геотермальные скважины используют с 1030 года. В 1976 году появилась ГеоЭС «Svartsengi Geo» (80 МВт). «Hellisheidi Power Station» (300 МВт) в 2011 году входила в пятерку самых крупных геотермических электростанций мира. Есть еще два блока: «Nesjavellir» (120 МВт) и «Reykjanes», (100 МВт). Суммарная мощность геоэнергетики – более 750 МВт в год.

В Топ 15-ти стран, имеющих ГеоЭС, также входят Сальвадор, Коста Рика, Кения, Никарагуа, Папуа Новая Гвинея, Гватемала.

Будущее геотермального электричества

Паровые и геотермальные источники – лишь часть георесурсов. Тепло твердых пород пока не утилизируется. Ведется разработка по увеличению КПД существующих блоков, снижению себестоимости строительства. Реализуются грандиозные проекты в Америке, Индонезии. Упор делается на электростанции с бинарным циклом. Ведутся изыскательские работы в Африке, Австралии.

Узнайте еще много нового:

Принцип работы геотермальной электростанции

Привет друзья, в этой статье я обсуждаю принцип работы геотермальной электростанции . Прочитав этот пост, вы сможете понять процесс производства электроэнергии с помощью геотермальной энергии.
 
Геотермальная энергия в виде тепловой энергии может использоваться для экономичного и эффективного производства электроэнергии. Это возобновляемый источник энергии, который неисчерпаем, как солнечная или ветровая энергия.
 
Хотя количество тепловой энергии в недрах земли очень велико, полезные ресурсы геотермальной энергии очень ограничены из-за возможности доступа и извлечения тепла.

Обычно тепловая энергия, доступная внутри земли, находится на глубине более 80 км. Средний градиент температуры на поверхности земли составляет 30 ^o С/км глубины. Следовательно, для выработки электроэнергии для достижения температуры до 300 ^o C необходимо пробурить скважину в земной поверхности глубиной около 10 км.
 
Однако в мире мало мест, где эту энергию можно добывать на глубине от 0,5 до 3 км. Участки, из которых может извлекаться тепловая энергия, известны как геотермальные поля .
 
Недра Земли, содержащие массу горячих жидкостей, газов и пара, медленно остывают, а температура земного ядра составляет около 4000 ^o C. Ниже твердой земной коры находится расплавленная масса, известная как магма. еще в процессе остывания.
 
Горячая магма у поверхности земли вызывает горячие газы, горячие источники и гейзеры. Мы можем использовать эти горячие газы и горячую воду для производства электроэнергии.
 
Существуют различные типы геотермальных ресурсов. Те геотермальные ресурсы, в которых вода нагревается при контакте с горячими породами, известны как гидротермальные ресурсы . В настоящее время они используются для производства электроэнергии, поскольку технология коммерческого использования других геотермальных источников недоступна.
 
Существует три основных типа геотермальных электростанций, которые используются для использования геотермальной энергии и выработки электроэнергии.

• Система сухого пара
• Система мгновенного пара
• Система бинарного цикла

Геотермальная энергетическая установка на основе системы сухого пара

Наиболее распространенная система. Эта система используется там, где геотермальные ресурсы доставляют пар с небольшим количеством воды или без нее. В этой системе давление и температура пара, достигающего поверхности земли, ограничены 8 бар и 200 ^o C. Блок-схема сухопаровой электростанции показана на рис.
 
Сухой пар добывается из геотермального поля. Он содержит некоторое количество воды и твердых частиц. Они удаляются в центробежном сепараторе. Затем чистый и сухой пар подается на паровую турбину. Паровая турбина приводит в действие электрогенератор, соединенный с ней, и вырабатывает электроэнергию.
 
Отработанный пар из турбины конденсируется в конденсаторе. Затем конденсат снова закачивают в землю.
 

Геотермальная энергетическая установка на основе системы мгновенного пара

 
Паровые установки мгновенного испарения отличаются от установок с сухим паром тем, что они извлекают горячую воду, а не пар, непосредственно на поверхность.
 
Горячая вода добывается из геотермального поля с глубины около 1 км под давлением около 40 бар. Затем горячая вода достигает устья скважины под низким давлением.
 
Процесс дросселирования, при котором горячая вода превращается в двухфазную смесь с паром низкого качества и подается на испарительную камеру с сепаратором рассола.
 
В камере испарения горячая вода превращается в пар. В результате получается сухой пар, чистый и сухой пар подается на паровую турбину, а со дна собирается рассол.
 
Паровая турбина приводит в действие соединенный с ней электрогенератор и вырабатывает электроэнергию.
 
Горячий рассол повторно закачивается в землю вместе с конденсатом пара из конденсатора.
 

Система бинарного цикла

 
Эта система используется там, где геотермальные ресурсы доставляют горячую жидкость в диапазоне температур 9от 0 ^o C до 170 ^o C. Этой температуры недостаточно для производства пара. Чтобы использовать это геотермальное тепло, органическое соединение с низкой температурой кипения, такое как изобутен, используется под давлением в первичном теплообменнике.
 
В этой системе вода или пар из геотермального источника никогда не вступает в непосредственный контакт с турбинами. Вместо этого вода из-под земли прокачивается через теплообменник, где нагревает вторую жидкость (изобутен). Геотермальная жидкость повторно закачивается в землю после извлечения тепла.
 
Пар изобутена, образующийся в первичном теплообменнике, проходит через турбину, где он расширяется. Механическая мощность турбины преобразуется генератором в электрическую.
 
Выхлоп турбины проходит через регенератор (теплообменник), где охлаждается, а затем конденсируется в конденсаторе.
 
Возвратный конденсат нагревается в регенераторе отработавшим паром турбины.

Преимущества:

• Это надежный источник энергии, доступный круглый год.
• Не зависит от погодных условий.
• Аккумулятор тепла не требуется.
• Капитальные затраты и затраты на производство ниже по сравнению с традиционными тепловыми электростанциями.
• Требуется очень небольшой земельный участок.

Недостатки:

• Это низкопотенциальная тепловая энергия, так как температура ограничена до 150 ^o
• Геотермальные жидкости коррозионно-абразивны по своей природе из-за присутствия солей. Следовательно, срок службы установки низок по сравнению с обычными электростанциями.
• Геотермальные жидкости также содержат растворенные газы, такие как H ₂ S, CO ₂ , NH ₃ и другие растворители, которые вызывают загрязнение воздуха и земли, если их не сбрасывать в землю должным образом.
• Непрерывная добыча этих жидкостей может повлиять на устойчивость земли, а также вызвать землетрясения.

 
Спасибо, что прочитали о принципе работы геотермальной электростанции .

Электростанции | Все сообщения

• Принцип работы МГД-генератора
• Закрыто | МГД-система открытого цикла
• Принцип работы приливной электростанции
• Принцип работы гидроэлектростанции
• Принцип работы атомной электростанции
• Рабочие преимущества ветряной электростанции | Недостатки
• Типы концентрирующих солнечных коллекторов | Электростанции
• Принцип работы солнечной панели
• Геотермальные электростанции
• ОТЕК | Работа системы преобразования тепловой энергии океана

© https://yourelectricalguide.com/ Принцип работы геотермальной электростанции.

Как работает геотермальная электростанция — Объяснение?

Геотермальная электростанция использует гидротермальную энергию земли для отопления, а также для производства электроэнергии. Что это за гидротермальный энергетический ресурс? Таким образом, это источник энергии, в котором есть и вода, и тепло, тепло под землей (магма) используется для нагрева воды, находящейся внутри земли. Гидротермальные ресурсы выносятся на поверхность земли сухими скважинами и скважинами с горячей водой. Температура, необходимая для работы ГТЭС, составляет 149до 371°С (от 300 до 700°F). Горячая вода сначала выносится на поверхность, а затем превращается в пар; затем пар ударяется о лопатки турбины и вращает ее. Генератор соединен с валом турбины, поэтому он также вращается вместе с турбиной и вырабатывает электричество.

Если говорить в текущей ситуации, то геотермальное электричество используется в 24 странах, а геотермальное отопление используется в 70 странах.

Содержание

История

В 20 веке увеличение спроса на электроэнергию ставит необходимость открытия некоторых других источников для производства электроэнергии, и это были геотермальные источники. Это было 4 июля 1904 года, когда принц Пьеро Джинори Конти испытал первый геотермальный генератор в Лардерелло, Италия. Это зажгло четыре лампочки.

Принцип работы геотермальной электростанции

Магма нагревает воду, находящуюся внутри земли, и повышает ее температуру выше 182 градусов по Цельсию. Эта горячая вода из земли поступает на поверхность земли через колодцы с горячей водой. Пар от горячей воды отделяется и попадает на лопатку турбины, которая начинает вращаться. Генератор соединен с турбиной, которая также начинает вращаться и вырабатывает электроэнергию.

Типы

Геотермальная электростанция, которая находится в эксплуатации, трех типов

1. Сухая паровая электростанция
2. Вихревая паровая электростанция
3. Бинарная электростанция

902 Сухая паровая установка

1.0 Сухая паровая электростанция

1.0 Сухая паровая электростанция, прямой пар из геотермального резервуара используется для вращения турбины и генератора для производства электроэнергии. Температура геотермального пара, необходимая для этой установки, составляет не менее 150 градусов по Цельсию.

Читайте также:

• Преимущества и недостатки солнечной энергии
• Как работает угольная электростанция? — Вы знаете?
• Преимущества и недостатки атомной энергетики

2.

Электростанция с мгновенным охлаждением

В электростанции с мгновенным охлаждением горячая вода под высоким давлением из недр земли отводится и собирается в паровом сепараторе. Эта горячая вода под высоким давлением выходит на поверхность сама по себе, и ее давление продолжает уменьшаться по мере движения вверх, что позволяет горячей воде превращаться в пар. Пар отделяется в паровом сепараторе и позволяет вращать турбогенератор. Когда пар охлаждается, он снова выбрасывается обратно на поверхность земли для повторного использования. В настоящее время большинство используемых геотермальных электростанций представляют собой парогенераторы мгновенного испарения. Для работы этой силовой установки требуется температура не менее 180 градусов по Цельсию.

3. Электростанция с бинарным циклом

В электростанции с бинарным циклом тепло горячей воды передается другой жидкости (называемой вторичной жидкостью). Тепло горячей воды заставляет другую жидкость превращаться в пар, который затем используется для вращения турбины. Это новейшая разработанная силовая установка, которая может работать при самой низкой температуре не ниже 57 градусов Цельсия. Вторичная жидкость (то есть другая жидкость), используемая в этой геотермальной электростанции с бинарным циклом, имеет гораздо более низкую температуру кипения, чем вода. Работает как по циклу Ренкина, так и по циклу Калины. Ожидается, что тепловой КПД этой электростанции будет находиться в пределах 10-13%. Эта электростанция называется бинарной, так как здесь для ее работы используются две жидкости (горячая вода и вторичная жидкость).

Читайте также: 

• Конструкция паровой электростанции, работа, преимущества и недостатки со схемой
• Атомная электростанция – Принцип работы, преимущества, недостатки со схемой
• Что такое электростанция комбинированного цикла? – Полное объяснение

Основные компоненты геотермальной электростанции

1. Гидротермальные ресурсы:

Это источник тепла и воды. В земной коре есть и вода, и тепло (магма).

2. Колодцы с сухой или горячей водой:

Это колодцы, через которые из земли берется сухой пар и горячая вода. Если отводится сухой пар, то он называется колодцем сухого пара, а если через него отводится горячая вода, то он называется колодцем горячей воды.

3. Сепаратор пара:

Это сепаратор, который используется для отделения пара от горячей воды.

4. Турбина:

Это вращающееся устройство, которое преобразует кинетическую энергию быстро движущегося пара в энергию вращения (т.е. механическую энергию).

5. Генератор:

Соединен с валом турбины и преобразует механическую энергию турбины в электрическую.

6. Конденсатор пара:

Конденсирует выхлопной пар из турбины и превращает его в воду.

7. Нагнетательная скважина:

Это скважина, которая бурится в земле для повторного нагнетания конденсированной воды в земную кору.

Работа геотермальной электростанции

• Горячая магма, находящаяся внутри земли, нагревает воду, находящуюся в земле. Температура воды повышается до 182 градусов по Цельсию и даже больше.
• Горячая вода высокого давления под действием собственного давления движется вверх в колодце горячей воды. Когда вода достигает поверхности земли, ее температура повышается, и часть горячей воды превращается в пар.
• Эта горячая вода собирается в сепараторе пара. Сепаратор пара представляет собой емкость низкого давления, в которой большая часть горячей воды превращается в пар, а оставшаяся часть отделяется в виде воды.
• Пар, образующийся в паровом сепараторе, может ударяться о лопатки турбины. Когда этот пар высокого давления попадает на лопасти турбины, она начинает вращаться. Генератор, соединенный с турбиной, также вращается и вырабатывает электроэнергию.
• Выхлопной пар из турбины низкого давления направляется в турбину низкого давления, где он в дальнейшем используется для производства электроэнергии.
• Отработанный пар затем поступает в конденсатор, где он преобразуется в воду.
• Наконец, вода из парового сепаратора и конденсатора собирается вместе и направляется обратно в землю через нагнетательную скважину для повторного использования для выработки электроэнергии.

Для лучшего понимания работы геотермальной электростанции посмотрите видео ниже:

Преимущества

1. Для работы не требуется топливо.
2. Требуется минимум земли и пресной воды.
3. Геотермальная энергия является устойчивым источником энергии.

Недостатки

1. Жидкость, забираемая из недр земли, содержит смеси газов, таких как сероводород (h3S), углекислый газ (CO2), аммиак (Nh4), метан (Ch5) и радон (Rn). Если эти газы высвобождаются, это будет способствовать глобальному потеплению, кислотным дождям, радиации и ядовитому запаху.
2. Требуется система контроля выбросов для уменьшения выхлопных газов, которые могут образовывать кислоты и летучие химические вещества.