Eng Ru
Отправить письмо

Альтернативная энергия Альтернативная энергетика, возобновляемые источники энергии, энергетические ресурсы планеты. Геотермальная энергия это


Геотермальная энергия. Геотермальные источники энергии.

Геотермальная энергия - это энергия тепла, которое выделяется из внутренних зон Земли на протяжении сотен миллионов лет. По данным геолого-геофизических исследований, температура в ядре Земли достигает 3 000-6 000 °С, постепенно снижаясь в направлении от центра планеты к ее поверхности. Извержение тысяч вулканов, движение блоков земной коры, землетрясения свидетельствуют о действии мощной внутренней энергии Земли. Ученые считают, что тепловое поле нашей планеты обусловлено радиоактивным распадом в ее недрах, а также гравитационной сепарацией вещества ядра.Главными источниками разогрева недр планеты есть уран, торий и радиоактивный калий. Процессы радиоактивного распада на континентах происходят в основном в гранитном слое земной коры на глубине 20-30 и более км, в океанах - в верхней мантии. Предполагают, что в подошве земной коры на глубине 10-15 км вероятное значение температур на континентах составляет 600-800 ° С, а в океанах - 150-200 ° С.Человек может использовать геотермальную энергию только там, где она проявляет себя близко к поверхности Земли, т.е. в районах вулканической и сейсмической активности. Сейчас геотермальную энергию эффективно используют такие страны, как США, Италия, Исландия, Мексика, Япония, Новая Зеландия, Россия, Филиппины, Венгрия, Сальвадор. Здесь внутреннее земное тепло поднимается к самой поверхности в виде горячей воды и пара с температурой до 300 °С и часто вырывается наружу как тепло фонтанирующих источников (гейзеры), например, знаменитые гейзеры Йеллоустонского парка в США, гейзеры Камчатки, Исландии.Геотермальные источники энергии подразделяют на сухой горячий пар, влажный горячий пар и горячую воду. Скважину, которая является важным источником энергии для электрической железной дороге в Италии (близ г. Лардерелло), с 1904 г. питает сухой горячий пар. Два другие известные в мире места с горячей сухим паром - поле Мацукава в Японии и поле гейзеров возле Сан-Франциско, где также давно и эффективно используют геотермальную энергию. Больше всего в мире влажного горячего пара находится в Новой Зеландии (Вайракей), геотермальные поля чуть меньшей мощности - в Мексике, Японии, Сальвадоре, Никарагуа, России.Таким образом, можно выделить четыре основных типа ресурсов геотермальной энергии:• поверхностное тепло земли, используемое тепловыми насосами;• энергетические

alternativenergy.ru

электричество из недр / Аналитика

Геотермальные электростанции

Определение геотермальной энергии заложено в самом её названии – это энергия тепла земных недр. Слой магмы, расположенный под земной корой, представляет собой огненно-жидкий, чаще всего силикатный расплав. Согласно подсчетам, энергетический потенциал тепла на глубине 10 тысяч метров в 50 тысяч раз превышает энергию мировых запасов природного газа и нефти. Выходящая на поверхность земли магма называется лавой. Наибольшая "пропускная способность" Земли в извержении лавы наблюдается на границах тектонических плит и там, где земная кора достаточно тонка. Когда лава входит в соприкосновение с водными ресурсами планеты, начинается резкий нагрев воды, что в результате приводит к гейзерным извержениям, формированию горячих озёр и подводных течений. Словом, возникают природные явления, свойства которых можно использовать в качестве практически неиссякаемого источника энергии. Источники геотермальной энергии практически неисчерпаемы. Правда, распространены они не повсеместно, хотя и обнаружены в более чем 60 странах мира. Наибольшее количество действующих наземных вулканов расположено в зоне Тихоокеанского вулканического огненного кольца (328 из 540 известных). Геотермический градиент в скважине, с помощью которой добираются до подземной энергии, повышается на 1оС каждые 36 метров. Получаемое таким образом тепло поступает на поверхность в виде горячего пара или воды, которые можно использовать напрямую для обогрева зданий или косвенно, для производства электроэнергии. На практике геотермальные источники в различных регионах планеты значительно отличаются друг от друга, из-за чего их приходится классифицировать по десяткам различных характеристик, таким как средняя температура, минерализация, газовый состав, кислотность и пр. В плоскости практического применения для выработки электрической энергии основной классификацией геотермальных источников можно считать деление на три основных типа:
  • Прямой — используется сухой пар;
  • Непрямой — используется водяной пар;
  • Смешанный (бинарный цикл).

Схема ГеоТЭС прямого типа

В простейших геотермальных электростанциях прямого типа для производства электроэнергии используют пар, который поступает из скважины непосредственно в турбину генератора. Самая первая геотермальная электростанция в мире работала именно по такому принципу. Эксплуатация этой станции началась в итальянском городке Лардерелло (недалеко от Флоренции) ещё в 1911 году. Семью годами ранее, 4 июля 1904 года с помощью геотермального пара здесь был приведен в действие генератор, который смог зажечь четыре электрические лампочки, после чего и было принято решение о строительстве электростанции. Что примечательно, станция в Лардерелло функционирует и по сей день. Одна из самых крупных ныне действующих геотермальных электростанций в мире мощностью 1400 МВт расположена в районе "Гейзерс" в Северной Калифорнии (США), и она также использует сухой пар.

Схема ГеоТЭС непрямого типа

Геотермальные электростанции с непрямым типом производства электроэнергии сегодня наиболее распространены. Для их работы используются горячие подземные воды, которые закачиваются при высоком давлении в генераторные установки, установленные на поверхности. В геотермальных электростанциях смешанного типа кроме подземной воды используется дополнительная жидкость (или газ), чья точка кипения ниже, чем у воды. Они пропускаются через теплообменник, где геотермальная вода выпаривает вторую жидкость, а получаемые пары приводят в действие турбины. Такая замкнутая система экологически чиста, поскольку вредные выбросы в атмосферу практически отсутствуют.

Схема ГеоТЭС смешанного типа

Кроме того, бинарные станции функционируют при довольно низких температурах источников, по сравнению с другими типами геотермальных станций (100-190 °С). Такая особенность в будущем может сделать этот тип геотермальных электростанций самым популярным, поскольку в большей части геотермальных источников вода имеет температуру ниже 190 °С.

Использование геотермальных источников в мире

Первая геотермальная электростанция в СССР была возведена на Камчатке – это Паужетская ГеоТЭС, начавшая свою работу в 1967 году. Первоначально мощность станции составляла 5 МВт; впоследствии её удалось увеличить до 11 МВт. Потенциал гидротермальных месторождений на Камчатке огромен. Запасы тепла геотермальных вод здесь оцениваются в 5000 МВт. Использование в полной мере геотермального тепла могло бы решить энергетическую проблему Камчатской области, сделать ее независимой от завозного топлива. Самым изученным и наиболее перспективным является Мутновское геотермальное месторождение, расположенное в 90 километрах южнее города Петропавловск-Камчатский. Еще в 1986 году, проведенная Институтом вулканологии РАН оценка показала, что прогнозируемые ресурсы месторождения составляют по тепловому выносу — 312 МВт, а по объемному методу — 450 МВт. Опытно-промышленная Верхне-Мутновская ГеоТЭС мощностью 12 (3x4) МВт функционирует с 1999 года. Установленная мощность на 2004 год — 12 МВт.

Вид на Мутновской ГеоТЭС

I очередь Мутновской ГеоТЭС мощностью 50 (2x25) МВт включена в сеть 10 апреля 2003 года; установленная мощность на 2007 год — 50 МВт, планируемая мощность станции — 80 МВт. Действующие геотермальные электростанции обеспечивают до 30% энергопотребления центрального Камчатского энергоузла. Приятно отметить, что тепломеханическое оборудование ГеоТЭС на Мутновском месторождении разработано, создано и поставлено отечественными заводами: турбины принадлежат ОАО "КТЗ", сепараторы — ОАО "ПМЗ", энергетическая арматура — ОАО "ЧЗЭМ" и т.д. Запасами тепла земли богаты Курильские острова. В частности, на острове Итуруп, на Океанском геотермальном месторождении, уже пробурены скважины и строится ГеоТЭС. На южном острове Кунашир имеются запасы геотермального тепла, и их уже используют для получения электроэнергии и теплоснабжения города Южно Курильск. На острове Парамушир, имеющего запасы геотермальной воды температурой от 70 до 95°С, строится ГеоТС мощностью 20 МВт. Существенные запасы геотермального тепла (на границе с Камчатской областью) имеются на Чукотке. Частично они открыты и используется для обогрева находящихся поблизости населенных пунктов. В России использование геотермальной энергии, кроме Камчатки, Курил, Приморья, Прибайкалья и Западно-Сибирского региона, возможно на Северном Кавказе. Здесь изучены геотермальные месторождения с температурой от 70 до 180°С, находящиеся на глубине от 300 до 5000 метров. В Дагестане только в 2000 году добыли свыше 6 млн м3 геотермальной воды. Всего на Северном Кавказе примерно полмиллиона людей обеспечены геотермальным водоснабжением.

Крупнейшая ГеоТЭС в Исландии (Nesjavellir) мощностью 120 МВт

На сегодняшний день мировыми лидерами в геотермальной электроэнергетике являются США, Филиппины, Мексика, Индонезия, Италия, Япония, Новая Зеландия и Исландия. Особенно ярким примером использования геотермальной энергии служит последнее государство. Остров Исландия появился на поверхности океана в результате вулканических извержений 17 миллионов лет назад, и теперь его жители пользуются своим привилегированным положением — примерно 90% исландских домов обогревается подземной энергией. Что касается выработки электроэнергии, здесь работают пять ГеоТЭС общей мощностью 420 МВт, использующих горячий пар с глубины от 600 до 1000 метров. Таким образом, с помощью геотермальных источников производится 26,5% всей электроэнергии Исландии.

Топ-15 стран, использующих геотермальную энергию (данные на 2007 г.)

СтранаМощность (МВт)
США2687
Филиппины1969,7
Индонезия992
Мексика953
Италия810,5
Япония535,2
Новая Зеландия471,6
Исландия421,2
Сальвадор204,2
Коста Рика162,5
Кения128,8
Никарагуа87,4
Россия79
Папуа-Новая Гвинея56
Гватемала53

Энергия низкопотенциальная, но перспективная

Геотермальные источники можно поделить на низко-, средне- и высокотемпературные. Первые (с температурой до 150 °С) используются, по большей части, для теплоснабжения горячей водой — ее подводят по трубам к зданиям (жилым и производственным), плавательным бассейнам, теплицам и т.д. Вторые (с температурой свыше 150 °С), содержащие сухой либо влажный пар, годятся для приведения в движение турбин геотермальных электростанций (ГеоТЭС). Существенным минусом "горячих" геотермальных источников является их "избирательная" расположенность в местах тектонической нестабильности, о чем говорилось выше. Если брать Россию, то запасами высокопотенциальной геотермальной энергией можно пользоваться только на Камчатке, Курилах да в районе Кавказских минеральных вод. Но земная "котельная" располагает не только высокопотенциальной, но и низкопотенциальной энергией, источником которой выступает грунт поверхностных слоев земли (глубиной до 400 м) или подземные воды с относительно низкой температурой. Использовать низкопотенциальное тепло можно с помощью тепловых насосов. Тепловой режим грунта земляных поверхностных слоев создается под воздействием радиогенного тепла, идущего из недр земли, а также попадающей на поверхность солнечной радиации. Интенсивность падающей солнечной радиации может колебаться в зависимости от конкретных почвенно-климатических условий в пределах от нескольких десятков сантиметров до полутора метров. Низкопотенциальное тепло эффективно использовать для обогрева зданий, водоснабжения горячей водой, подогрева различных сооружений (например, полей открытых стадионов). В последнее десятилетие значительно выросло число систем, использующих подземные недра для снабжения зданий теплом и холодом. Больше всего таковых систем находится в США. Имеются они также в Австрии, Германии, Швеции, Швейцарии, Канаде. В нашей стране подобных систем насчитывается единицы. В европейских странах тепловые насосы, в основном, отапливают помещения. В США, где системы воздушного отопления совмещены с вентиляцией, воздух не только нагревается, но и охлаждается. Если говорить о России, пример использования низкопотенциального источника тепловой энергии находится в Москве, в микрорайоне Никулино-2. Здесь была построена теплонасосная система для горячего водоснабжения многоэтажного жилого дома. Данный проект реализовали в 1998-2002 годах Министерством обороны РФ совместно с правительством Москвы, Минпромнауки России, НП "АВОК" и ОАО "Инсолар-Инвест" в рамках "Долгосрочной программы энергосбережения в г. Москве". Выделяют два вида систем использования низкопотенциальной тепловой энергии земли: открытые системы и замкнутые системы. Первые используют грунтовые воды, подводимые непосредственно к тепловым насосам, вторые – грунтовый массив. Для открытых систем характерны парные скважины, с помощью которых грунтовые воды не только извлекаются, но затем и возвращаются обратно в водоносные слои. Открытые системы позволяют получить большое количество тепловой энергии с относительно низкими затратами. Однако грунт должен быть водопроницаем, а сами грунтовые воды - обладать пригодным для эксплуатации химическим составом, чтобы избежать коррозии и отложений на стенках труб. Самая большая в мире геотермальная теплонасосная система, использующая энергию грунтовых вод, размещается в американском городе Луисвилл. С ее помощью снабжается теплом и холодом гостинично-офисный комплекс. Мощность системы — примерно 10 МВт. Замкнутые системы делятся на вертикальные и горизонтальные.

Вертикальный грунтовый теплообменник

Вертикальные грунтовые теплообменники используют низкопотенциальную тепловую энергию грунтового массива ниже так называемой "нейтральной зоны" (10-20 метров от уровня земли). Такие системы не требуют участков большой площади, а также не зависят от интенсивности солнечной радиации, падающей на поверхность. Им подходят почти все виды геологических сред, кроме грунтов с низкой теплопроводностью, например, сухого песка или гравия. В вертикальных грунтовых теплообменниках теплоноситель циркулирует по трубам (чаще всего полипропиленовым или полиэтиленовым), уложенным в вертикальных скважинах глубиной от 50 до 200 метров. Обычно используется два типа вертикальных грунтовых теплообменников: U-образный и коаксиальный. Первый представляет собой две параллельные трубы, соединенные в нижней части. В одной скважине располагаются одна или две пары таких труб. Преимущество U-образного типа — сравнительно низкая стоимость изготовления. Второй тип теплообменника (называемый также концентрическим) представляет собой две трубы разного диаметра, одна из которых размещается внутри другой. Системы с вертикальными грунтовыми теплообменниками пригодны для снабжения зданий как теплом, так и холодом. Небольшому строению хватит одного теплообменника, а вот для больших зданий может понадобиться несколько скважин с вертикальными теплообменниками. Как пример последнему служит система тепло- и холодоснабжения американского колледжа "Richard Stockton College", в которой используется рекордное количество скважин – 400 (глубиной 130 метров). В Европе самое большее число скважин (154 скважины глубиной 70 метров) пробурено для системы тепло- и холодоснабжения центрального офиса Германской службы управления воздушным движением.

Горизонтальный грунтовый теплообменник

Горизонтальные грунтовые теплообменники создаются обычно неподалеку от здания, на небольшой глубине, но обязательно ниже уровня промерзания грунта в зимний период. В Европе подобные теплообменники представляют собой плотно соединенные (последовательно или параллельно) трубы. Чтобы сэкономить площадь, созданы специальные типы теплообменников, например, в виде спирали. В качестве источника низкопотенциальной тепловой энергии перспективно использовать воды из туннелей и шахт, поскольку температура воды в них имеет постоянную температуру круглый год и легко доступна. Использование подземного тепла, как высокопотенциального, так и низкопотенциального, считается крайне перспективным. Особенно это касается обеспечения зданий теплым и охлажденным воздухом с помощью низкопотенциального тепла. По прогнозам Мирового Энергетического комитета (МИРЭК), к 2020 году развитые страны мира станут достаточно активно осуществлять теплоснабжение теплонасосными системами. И здесь подойдут не только "разгоряченные" земные недра, но также воздух и вода морей и океанов. Например, в Швеции, где близ Стокгольма размещена станция на шести баржах мощностью 320 МВт, используют воду Балтийского моря с температурой +4 °С. В Российской Федерации огромные запасы природного газа, нефти, угля и леса позволяют (до поры до времени) не слишком задумываться об альтернативных источниках энергии. Однако работы по освоению геотермальных источников ведутся на ее территории не первый десяток лет, что свидетельствует о понимании важности вопроса. Ведь речь идет о неисчерпаемых источниках тепла и электричества, которые, рано или поздно, станут важными, и, возможно, основными поставщиками энергии для всего человечества, а не только для отдельно взятых стран.

Если Вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.

3dnews.ru

ГЕОТЕРМАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ - это... Что такое ГЕОТЕРМАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ?

 ГЕОТЕРМАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ ГЕОТЕРМАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ, тепло, со держащееся в земных недрах. Существует вследствие радиоактивности и из-за движения тектонических пластов (см. ТЕКТОНИКА ПЛИТ). В ГЕЙЗЕРАХ и ВУЛКАНАХ проявляется естественным образом. Во многих странах, включая Россию (Камчатка), Исландию, Италию, Новую Зеландию и США, используется как мощный источник выработки электроэнергии.

Источником тепловой энергии может стать искусственно созданный горячий источник. Буровая скважина пробивается до глубины нескольких сот метров до естественной полости в толще Земли, где температура может достигать 300°С Вода, подающаяся по скважине вниз, натревается, превращается в пар и выталкивается через другую буровую скважину. Выйдя на поверхность, пар вращает турбины и, таким образом, вырабатывается электричество.

Научно-технический энциклопедический словарь.

  • ГЕОСТРОФИЧЕСКОЕ ТЕЧЕНИЕ
  • ГЕОТЕРМАЛЬНЫЙ

Смотреть что такое "ГЕОТЕРМАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ" в других словарях:

  • геотермальная энергия — Энергия тепла Земли в местах повышенного геотермического градиента, вызывающая появление горячей воды и пара из недр Земли, т.е. термальных источников или гейзеров …   Словарь по географии

  • геотермальная энергия — — [http://www.eionet.europa.eu/gemet/alphabetic?langcode=en] EN geothermal energy An energy produced by tapping the earth s internal heat. At present, the only available technologies to do this are those that extract heat from hydrothermal… …   Справочник технического переводчика

  • Геотермальная энергия — (geothermal energy)Geothermal energy, энергия, порожденная или созданная внутренним теплом Земли. Попытки создания все более совершенных установок для получения тепла от сухой породы или горячих вод, залегающих глубоко от поверхности земли,… …   Страны мира. Словарь

  • Геотермальная энергия — …   Википедия

  • низкоэнтальпийная геотермальная энергия — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN low enthalpy geothermal energy …   Справочник технического переводчика

  • ГЕОТЕРМАЛЬНАЯ ЭНЕРГЕТИКА — (Г.э.) получение тепловой или электрической энергии за счет тепла земных глубин, один из вариантов нетрадиционной энергетики. Экономически эффективна Г.э. в районах, где горячие воды приближены к поверхности земной коры в районах активной… …   Экологический словарь

  • Геотермальная энергетика — получение тепловой или электрической энергии за счет тепла земных глубин, один из вариантов нетрадиционной энергетики. Экономически эффективна Г.э. в районах, где горячие воды приближены к поверхности земной коры в районах активной вулканический… …   Словарь бизнес-терминов

  • Геотермальная энергетика — Несьявеллир ГеоТЭС, Исландия Геотермальная энергетика направление энергетики, основанное на производстве …   Википедия

  • Геотермальная электростанция — ГеоЭС на Филиппинах Геотермальная электростанция (ГеоЭС или ГеоТЭС) вид электростанций, которые вырабатывают электрическую энергию из …   Википедия

  • Возобновляемая энергия — Ветряная мельница Возобновляемая или регенеративная энергия ( Зеленая энергия )  энергия из источников, которые по человеческим масштабам являются неисчерпаемыми. Основной принц …   Википедия

Книги

  • Возобновляемые источники энергии в АПК. Учебное пособие. Гриф УМО вузов России, Земсков Виктор Иванович. В учебном пособии рассмотрены вопросы использования таких возобновляемых источников энергии, как солнечная, геотермальная, энергия биомассы, энергия ветра. Дается описание устройства,… Подробнее  Купить за 1442 руб
  • Возобновляемые источники энергии в АПК. Учебное пособие. Гриф УМО вузов России, Земсков Виктор Иванович. В учебном пособии рассмотрены вопросы использования таких возобновляемых источников энергии, как солнечная, геотермальная, энергия биомассы, энергия ветра. Дается описание устройства,… Подробнее  Купить за 1338 грн (только Украина)
  • Чистая электроэнергетика, Детское издательство Елена. Для того чтобы разобраться, как добывают экологически чистую электроэнергию, Чевостик и дядя Кузя побывают в разных уголках нашей страны – на Алтае, в Калининградской области, на Кольском… Подробнее  Купить за 126 руб аудиокнига
Другие книги по запросу «ГЕОТЕРМАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ» >>

dic.academic.ru

Геотермальная энергия - часть 3

Геотермальная энергияГоворя просто геотермальная энергия—это энергия внутренних областей Земли. Извержение вулканов наглядно свидетельствует об огромном жаре внутри планеты Ученые оценивают температуру ядра Земли в тысячи градусов Цельсия Эта температура постепенно снижается от горячего внутреннего ядра где как полагают металлы и породы могут существовать только в расплавленном состоянии до поверхности Земли

Геотермальные ресурсы огромны. Истоки их освоения уходят еще в глубокую древность. Тепло Земли уже сейчас вносит вклад в современную энергетику, но он не соответствует ни экономической и экологической эффективности, ни ресурсам, пригодным для освоения имеющимися техническими средствами. Остается надеяться, что повсеместное введение новой

интенсивной циркуляционной технологии для производства геотермальной энергии приведет к более широкому ее использованию.

Геотермальная энергия может быть использована двумя основными способами —для выработки электроэнергии и для обогрева домов, учреждений и промышленных предприятии Для какой из этих целей она будет использоваться зависит от формы в которой она поступает в наше распоряжениее Иногда вода вырывается из-под земли в виде чистого "сухого пара" т е пара без примеси водяных капелек Этот сухой пар может быть непосредственно использован для вращения турбины и выработки электроэнергии Конденсационную воду можно возвращать в землю и при ее достаточно хорошем качестве—сбрасывать в ближний водоем.

В других местах, где имеется смесь воды с паром (влажный пар), этот пар отделяют и затем используют для вращения турбин; капли воды повредили бы турбину. Наконец, в большинстве месторождений есть только горячая вода, и энергию здесь можно вырабатывать, пользуясь этой водой для перевода изобутана в парообразное состояние, с тем чтобы этот изобутановый «пар» вращал турбины. Такой процесс называют системой с бинарным циклом. Горячей водой можно непосредственно обогревать жилища, общественные здания и предприятия (централизованное теплоснабжение).

В районах, отличающихся газотермальной активностью для отопления используются парогеотермальные источники. Применение этого способа отопления лимитируется наличием в мире соответствующих районов. Тем не менее имеется потенциальная возможность его расширения путем прокачивания геотермальных вод через горячие подземные породы, где они находятся на умеренной глубине.

Применение геотермальных вод не может рассматриваться как экологически чистое потому, что пар часто сопровождается газообразными выбросами, включая сероводород и радон-оба считаются опасными. На геотермальных станциях пар, вщающий турбину, должен быть конденсирован, что требует источника охлаждающей воды, точно так же как этого требуют электростанции на угле или ядерном топливе. В результате сброса как охлаждающей, так и конденсационной горячей воды возможно тепловое загрязнение среды. Кроме того, там, где смесь воды и пара извлекается из земли для электростанций, работающих на влажном паре, и там, где горячая вода извлекается для станций с бинарным циклом, воду необходимо удалять. Эта вода может быть необычно соленой (до 20% соли), и тогда потребуется перекачка ее в океан или нагнетание в землю. Сброс такой воды в реки или озера мог бы уничтожить в них пресноводные формы жизни. В геотермальных водах нередко содержатся также значительные количества сероводорода— дурно пахнущего газа, опасного в больших концентрациях.

Обоснование и строительство первых в нашей стране опытных ГЦС с гидроразрывом горячих пород также базируется на результатах зарубежных исследований. Вместе с тем у нас разрабатываются оригинальные технологические схемы. Ископаемое топливо исчерпаемо, и поэтому уже сейчас нужно не только задумываться о поиске альтернативных источников энергии, но и смело проводить технологические эксперименты по внедрению в нашу жизнь новых нетрадиционных источников, которые, вполне возможно, откроют серьезные перспективы для электроэнергетики будущего. И наряду со многими идеями нельзя отрицать важности использования геотермальной энергии - энергии нашей родной Земли.

Геотермальные тепловые электростанции (ГеоТЭС) используют в качестве источника энергии естественные парогидротермы, залегающие на глубине до 5 км. Геотермальная энергетика развивается достаточно интенсивно в США, на Филиппинах, в Мексике, Италии, Японии, России. Самая мощная ГеоТЭС (50 МВт) построена в США — ГеоТЭС Хебер.

Запасы геотермальной энергии составляют 200 ГВт. Геотермальные ресурсы распределены неравномерно, и основная их часть сосредоточена в районе Тихого океана.

В России геотермальные источники экономически расположены невыгодно. Камчатка, Сахалин и Курильские острова отличаются слабой инфраструктурой, высокой сейсмичностью, малонаселенностью, сложным рельефом местности. Общие запасы этого вида энергии в России оцениваются в 2000 МВт. В настоящее время в России действует Паужетская ГеоТЭС на Камчатке мощностью 11 МВт.

Вода и пар разделяются в циклонах. Вода, находящаяся под высоким давлением, преобразуется в пар и также используется для генерации электричества. Давление пара значительно меньше по сравнению с современными тепловыми электростанциями, и это вынуждает применять крупные турбины с ограниченной генерирующей способностью. Впрочем, следует иметь в виду, что топливо в данном случае бесплатное и результирующая стоимость энергии поэтому низка. Сведений о продолжительности жизни геотермальных источников мало, и поэтому, хотя геотермальная энергия производится при малых затратах, проекты, рассчитанные на долгую перспективу, неизвестны. Этот способ может снабжать только небольшой долей требуемой энергии даже те страны, в которых доступны геотермальные воды, и тоже не свободен от проблемы загрязнения атмосферы.

Основное направление развития геотермальной энергетики — отбор теплоты не только термальных вод, но и водовмещающих горных пород путем закачки отработанной воды в пласты, преобразование глубинной теплоты в электрическую энергию. Такое использование глубинной теплоты обеспечит экологическую безопасность технологии ее использования. http://ust-razvitie.narod.ru/Energy_5.htm

Сущность геотермальной энергии

Геотермальная энергия ( или тепло Земли)это -тепловая энергия, хранящаяся в зонах вод высокого давления, паровых или горячих водных системах, горячих горных породах ниже поверхности Земли. Используемая термальная энергия частично представляет собой постоянный тепловой поток от ядра земли до мантии, которая в итоге выделяет эту энергию на поверхность земли в атмосферу. Другая часть получается в результате естественных радиоактивных процессов распада, которые протекают в мантии земли, выделяя энергию.

Использование геотермальной энергии можно подразделить по признаку приповерхностной и глубинной геотермальной энергии. В то время как использование приповерхностной геотермальной энергии способно обеспечить теплом отдельные постройки (комплекс построек) с помощью земных коллекторов в комбинации с тепловыми насосами ( пр. глубина 15-150 м.), глубинная геотермальная энергия открывает возможности использования более масштабных проектов энергоснабжения , включая производство электроэнергии.

Особенность глубинной геотермальной энергии заключается в том, что использование водоносных слоёв происходит на огромной глубине (2000-5000 м.). В связи с этим необходимы по меньшей мере две буровых скважины(производственная и реинъекционная скважины), так как полученная термальная вода должна быть обратно закачана в тот же пласт после ее охлаждения.

Где гидротермальная энергия в Германии является возможной?

На следующей карте обозначены регионы где ,согласно оценкам геологов, глубинные гидротермальные проекты были внедрены или имеется геологический потенциал для эксплуатации.

Геотермальная энергия

Геологический регион Моласского Бассейна Южной Германии заслуживает особого внимания в связи с успешной реализацией многочисленных проектов при пониженном геологическом риске ( нахождение необходимого количества термальной воды) в этом регионе.

Геотермальная энергия

Геологический слой «Мальмкарст» идет на спад по направлению от севера к югу , что в свою очередь оказывает влияние на глубину бурения как производственной и реинъекционной скважин, так и на показатели температуры воды.

На следующем рисунке изображено направление и указанна глубина существующих буровых скважин.

Северно-южный разрез Альпийского нагорья

http://www.geothermieprojekte.de/suschnost-geotermalnoi-energii

Геотермальная энергия

14

4 Геотермальные электрические станции с комбинированным циклом

О.А.Поваров, В.А. Васильев, Ю.П. Томков, Г.В.Томаров

Вступление

Россия располагает огромными запасами геотермального тепла. В северных районах Дальнего Востока, и особенно на Камчатке и Курильских островах, достаточно подземного тепла для того, чтобы полностью обеспечить теплом и электроэнергией большие районы.

С переходом России к рыночной и открытой экономике начался рост цен на привозное топливо) которые в настоящий момент уже превысили мировой уровень. На Камчатке и Курильских островах, энергетика которых полностью базируется на привозном топливе, цена электроэнергии весьма велика (5-30 цент./кВт * ч). Это означает, что промышленность и другие отрасли этих регионов не смогут успешно развиваться без широкого использования местных энергетических ресурсов и, в первую очередь, тепла земли.

mirznanii.com

Геотермальная энергия в России. Использование геотермальной энергии.

В недрах Земли сосредоточено колоссальное количество тепловой энергии. Однако технологические трудности и высокие затраты не позволяют сегодня рассматривать эти энергоресурсы в качестве реального энергоисточника. Более доступны для использования гидрогеотермальные ресурсы: термальные воды, пароводяные смеси и сухой пар. Освоение гидрогеотермальной энергии весьма актуально и интенсивно осуществляется в более чем 70 странах.По основному энергетическому показателю - температуре термальные воды подразделяются на высокопотенциальные (> 100°С), среднепотенциальные (70-100°С) и низкопотенциальные (Очевидно, большей энергетической ценностью обладают высокопотенциальные воды рифтовых и вулканических районов. К сожалению, доля этих высокотермальных вод в общем гидрогеотермическом балансе для России не превышает 5-7%. Основные запасы гидротермальных ресурсов связаны с пластовыми артезианскими бассейнами. Развитие технологий геотермальной энергетики приводит к постепенному расширению электроэнергетических и теплотехнических возможностей преобразования термальных вод в сторону понижения температуры: для производства электроэнергии до 60-70°С и тепла до 5-10°С. Важными оценочными элементами гидрогеотермальных месторождений являются: ресурсный показатель; производительность скважин и водозаборов; напор на устье скважин; глубина залегания водоносных горизонтов; степень минерализации; солевой и газовый состав термальных вод.Следует отметить существенную зависимость эффективности использования гидрогеотермальных ресурсов от их геохимических свойств, определяющих срок службы трубопроводного, теплообменного и другого оборудования.По степени минерализации подземные виды разделяются на пресные, содержащие менее 0,1 г/л примесей, мезопресные 0,1-0,5 г/л и апопресные - 0,5-1 г/л, соленые (солоноватые 1-3 г/л, соленые 3-10 г/л и крепкосоленые 10-36 г/л) и рассолы (слабые 36-150 г/л, крепкие 150-320 г/л, весьма крепкие 320-500 г/л и предельно насыщенные - > 500 г/л).Важной составляющей термальных вод являются водорастворенные газы, влияющие на механико-энергетические и другие свойства термальных вод. По газовому фактору (л/л) выделяют воды с очень низким - ме

alternativenergy.ru

Геотермальная энергия

Энергия земли. Тепловой насос и геотермальные установки

Геотермальная энергетика - производство электрической и тепловой энергии на геотермальных станциях за счет тепловой энергии, содержащейся в недрах земли. Источником такой энергии для здания и сооружения является тепловой насос. В отличие от других теплогенераторов (газовых, дизельных, электрических), он забирает накопленную землей или подземными грунтовыми водами тепло и передает его в дом. Обладает высоким, в сравнении с другими системами теплоснабжения, коэффициентом эффективности.

Тепловой насос может полностью покрыть потребности здания в тепле, ГВС, обеспечить пассивное кондиционирование, одновременно выполняя функции энергосберегающей системы вентиляции. Затраты электроэнергии по сравнению с традиционными системами отопления/кондиционирования уменьшаются в 2 раза.

 Принцип работы теплового насоса - «холодильник наоборот». Работает на электроэнергии, но выдаваемая тепловая мощность в 3-5 раз больше затрачиваемой электрической. Срок службы - 15-25 лет.

 

Тепловые насосы подразделяются на несколько видов:Замкнутые

  • горизонтальные - коллектор размещается кольцами или спиралью в горизонтальных траншеях ниже глубины промерзания грунта (обычно от 1,2 м и более)
  • вертикальные - коллектор размещается вертикально в скважины глубиной до 200 м. (применяется когда площадь земельного участка не позволяет разместить контур горизонтально или существует угроза повреждения ландшафта).
  • водные - коллектор размещается спиралью или кольцами в водоеме ниже глубины промерзания

Открытые (в качестве теплообменной жидкости использует воду, циркулирующую непосредственно через систему геотермального теплового насоса в рамках открытого цикла, т.е. вода после прохождения по системе возвращается в землю).

   

Преимущества тепловых насосов:

  • Работают круглогодично, т.к. используют стабильный источник постоянной положительной температуры (грунт, вода).
  • Оснащены функцией охлаждения - обеспечивают пассивное кондиционирование здания через систему отопления или с помощью вентиляционных доводчиков.
  • Имеют встроенный бойлер, производят нагрев воды для бытовых нужд или бассейна.
  • Обеспечивают экономичную вентиляцию здания. Специальный модуль отбирает тепло из вытяжного воздуха и передает его в систему сбора тепла (рекуператор-теплообменник).

Схема действия ТНУ с использованием геотермальной энергии

Энергия воды. Малая гидроэнергетика К малой гидроэнергетике относится широкий спектр гидроэнергетических объектов с установленной мощностью менее 25 МВт, в том числе мини-ГЭС (менее 5 МВт) и микро-ГЭС (3 кВт — 1 МВт). Принципиальное отличие малой энергетики от обычной заключается в отсутствии необходимости сооружения крупных гидротехнических объектов. Это упрощает строительство и лицензирование.

Микро-ГЭС

Использование энергии небольших водотоков с помощью малых гидроэлектростанций (мини- и микро-ГЭС) – одно из наиболее эффективных направлений развития альтернативной энергетики. Технико-экономический потенциал малой гидроэнергетики в России в настоящее время используется всего на 1%.

Мини- и микро-ГЭС использует энергию водных ресурсов и гидравлических систем с помощью гидроэнергетических установок малой мощности. Эффективны для электроснабжения дачных поселков, фермерских хозяйств, хуторов, небольших производств в труднодоступных районах - там, куда не выгодно прокладывать сети. Также они могут найти применение в конструктиве объектов водоснабжения, систем подачи воды, станций очистки сточных вод, которые потребляют большое количество электроэнергии. Применение мини-ГЭС существенно уменьшит зависимость таких предприятий от централизованного электроснабжения.

Источники энергии:

  • небольшие реки, ручьи;
  • естественные перепады высот на озерных водосбросах и оросительных каналах ирригационных плотин;
  • промышленные и канализационные сбросы;
  • перепады высот систем водоочистки и водоподготовки и других трубопроводов, предназначенных для перекачки различных видов жидких продуктов.

Гидроагрегат состоит из энергоблока, водозаборного устройства и устройства автоматического регулирования. Микро-ГЭС просты в конструкции и полностью автоматизированы, т.е. не требуют присутствия человека. Вырабатываемый ими электрический ток соответствует требованиям ГОСТа по частоте и напряжению.

Микро-ГЭС могут работать как параллельно с сетью, так и автономно, т.е. непосредственно питая потребителя. Полный ресурс работы станции составляет не менее 40 лет (не менее 5 лет до капитального ремонта).

 

Показатели

Мини-ГЭС

Дизель-генераторы

Мощность установки

3 кВт - 5 МВт

1 кВт - 5 МВт

Стоимость установленного кВт мощности

500 - 2 000 долл. США

300 - 700 долл. США

Себестоимость кВтч э/э

0,45 - 1 руб./кВтч

5 - 20 руб./кВтч

 

www.altenergo-nii.ru

Геотермальная энергия - энергия под ногами

Создано 20.07.2010 10:14 Автор: sok

Страница 1 из 2

Сегодня уже в 80 странах мира в той или иной степени используется геотермальное тепло. В большей части из них, а именно в 70 странах, утилизация этого вида природного тепла достигла развития на уровне строительства теплиц, бассейнов, использования в лечебных целях и т.д. А геотермальные электростанции  имеются примерно в 25 странах.

Что такое геотермальная энергия?

В центре земли температура составляет около 6000 градусов по Цельсию – это достаточно горячо, чтобы с легкостью расплавить породы земной коры.  Даже на несколько километров вглубь земли, температура может быть более 250 градусов по Цельсию, если слой земной коры является тонким. В целом, повышение температуры идет  на один градус каждые 30 - 50 метров в зависимости от месторасположения.

В вулканических районах, расплавленные породы земной коры могут находиться очень близко к поверхности.

Слово "геотермальная" происходит от греческого слова geo (земля) и therme (тепловая энергия). Таким образом, геотермальная энергия – это тепло из-под Земли.. Мы можем восстановить это тепло в виде пара или горячей воды и использовать ее для обогрева зданий и выработки электроэнергии.  Геотермальная энергия используется на протяжении тысяч лет в некоторых странах для приготовления пищи и отопления.

 Как это работает?

Подземные горячие породы нагревают воду, в результате чего выделяется пар.

 Отверстие сверлится до горячей области, пар поднимается вверх и используется для запуска турбин, которые в свою очередь запускают в работу генераторы.

Первая геотермальная электростанция была построена в Ландрелло, в Италии, а вторая в Вайреке в Новой Зеландии. Остальные находятся в Исландии, Японии, на Филиппинах и в Соединенных Штатах.

В Исландии, геотермальное тепло используется для обогрева домов, а также для выработки электроэнергии.

Если породы не являются достаточно горячими для производства пара, то энергию можно по-прежнему использовать.

Это интересно

Геотермальная энергия является важным ресурсом в вулканически активных местах, таких как Исландия и Новая Зеландия.

Насколько это выгодно зависит от того, до какой температуры можно разогреть воду. А это в свою очередь зависит от того, насколько горячие породы, и сколько воды мы качаем до них.

. Вода закачивается в скважину в горячем регионе, а когда поднимается вверх под давлением и выходит на поверхность, и превращается в пар.

Пар может быть использован для турбогенератора, или через теплообменник для нагрева воды в дома. Пар должен быть очищен, прежде чем использоваться для вращения турбины, или турбинных лопаток. 

 Преимущества

  • Геотермальная энергия не загрязняет окружающую среду.
  • Геотермальная энергия не способствует парниковому эффекту.
  • Электростанции не занимают много места.
  • Нет расхода топлива.
  • После того как построены геотермальные электростанции, энергия почти бесплатна.

 Недостатки

  • Большая проблема состоит в том, что существует  не так много мест, где можно строить геотермальные электростанции..
  • Горячие камни должны быть соответствующего типа, на глубине, где до них можно добраться.. Тип пород должен быть таким, чтобы их можно было легко сверлить.
  • Иногда геотермальные места, могут "выдыхаются" на протяжении десятилетий.
  • Могут выйти опасные газы и минералы из-под земли, и их может быть трудно безопасно утилизировать.

 Это энергия возобновляема?

 Геотермальная энергия является возобновляемым источником энергии, так как тепло постоянно возникает внутри Земли.

 Энергия продолжает поступать до тех пор, пока мы не закачаем слишком холодную воду и не остудим породу слишком сильно.

Внутри Земли содержится теплоты гораздо больше, чем можно было бы добыть в ядерных реакторах при расщеплении всех земных запасов урана. Если человечество будет использовать только геотермальную энергию, пройдет 41 млн. лет прежде чем температура недр Земли понизится только на полградуса.

  • < Пурпурные бактерии помогут использовать солнечную энергию
  • Натуральные косметические вещества, подтвержденные серьезной наукой >

Комментарии:

www.facepla.net


© ЗАО Институт «Севзапэнергомонтажпроект»
Разработка сайта