Принцип работы геотермальной электростанции автономный дом. Альтернативные источники энергии.
Альтернативные источники энергии

электронный журнал

Принцип работы геотермальной электростанции автономный дом.



Принцип работы геотермальной электростанции Автономный дом Ре́сурсы на́шей пла́неты не́ бе́сконечны. Исп́ользуя в ка́честве гла́вного ист́очника энергии при́родные угл́еводороды, че́ловече́ство ри́скует в один пре́красный мо́мент обн́аружить, что́ они исч́ерпаны, и при́йти к гло́бальному кри́зису по́требления при́вычных бла́г. XX ве́к ста́л вре́менем ма́сштабных сдви́гов в обл́асти энергетики. Ученые и экономисты в ра́зных стра́нах все́рьез за́думались о но́вых спо́собах по́лучения и во́зобновляемых ист́очниках электричества и те́пла. На́ибольший про́гресс бы́л до́стигнут в обл́асти ядерных исс́ледований, но́ по́явились инт́ересные идеи, ка́сающиеся по́лезного исп́ользования дру́гих при́родных явл́ений. Ученые да́вно узн́али, что́ пла́нета на́ша вну́три го́ряча. Для́ по́лучения по́льзы от глу́бинного те́пла со́зданы ге́отермальные электростанции. В ми́ре по́ка их не́много, но́, во́зможно, со́ вре́менем ста́нет бо́льше. Ка́ковы их пе́рспе́ктивы, не́ опасны ли́ они и мо́жно ли́ ра́ссчитывать на́ вы́сокую до́лю ГТЭ́С в общ́ем объ́еме до́бываемой энергии?

Пе́рвые ша́ги

В де́рзновенных по́исках но́вых ист́очников энергии ученые ра́ссматривали мно́жество ва́риантов. Изучались во́зможности осв́оения энергии при́ливов и отл́ивов Ми́рового океана, пре́образования со́лнечного све́та. Вспо́мнили и о ста́ринных ве́тряных ме́льницах, сна́бдив их вме́сто ка́менных же́рновов ге́нераторами. Бо́льшой инт́ерес пре́дставляют и ге́отермальные электростанции, спо́собные вы́рабатывать энергию из те́пла ни́жни́х ра́скаленных сло́ев зе́мной ко́ры. В се́редине ше́стидесятых го́дов СССР не́ исп́ытывал ре́сурсного де́фицита, но́ энерговооруженность на́родного хо́зяйства, те́м не́ ме́нее, ост́авляла же́лать лу́чшего. При́чина отс́тавания от про́мышленно ра́звитых стра́н в этой обл́асти со́стояла не́ в не́достатке угл́я, не́фти или ма́зута. Огр́омные ра́сстояния от Бре́ста до́ Са́халина за́трудняли до́ставку энергии, она ста́новилась очень до́рогой. Со́ветские ученые и инж́енеры пре́длагали са́мые сме́лые ре́шения этой за́дачи, и не́которые из ни́х во́площались в жи́знь.

Пе́рвая со́ветская

В 1966 го́ду на́ Ка́мчатке за́работала Па́ужетская ге́отермальная электростанция. Ее мо́щность со́ставила до́вольно скро́мную ци́фру в 5 ме́гаватт, но́ этого впо́лне хва́тало для́ сна́бжения бли́злежащих на́селенных пу́нктов (по́селков Озерновского, Шу́много, Па́ужетки, се́л Уст́ь-Бо́льшерецкого р-на́) и про́мышленных пре́дприятий, гла́вным обр́азом ры́боконсервных за́водов. Ста́нция бы́ла экс́периментальной, и се́годня мо́жно сме́ло утв́ерждать, что́ опыт удался. В ка́честве ист́очников те́пла исп́ользуются ву́лканы Ка́мбальный и Ко́шелев. Пре́образование осуществляли две́ уст́ановки ту́рбогенераторного ти́па, пе́рвоначально по́ 2,5 МВт. Че́рез че́тверть ве́ка уст́ановленную мо́щность удалось по́днять до́ 11 МВт. Ста́рое оборудование по́лностью исч́ерпало сво́й ре́сурс то́лько в 2009 го́ду, по́сле че́го бы́ла про́изведена по́лная ре́конструкция, вклю́чавшая и про́кладку до́полнительных тру́бопроводов те́плоносите́ля. Опыт усп́ешной экс́плуатации по́будил энергетиков стро́ить и дру́гие ге́отермальные электростанции. В Ро́ссии их се́годня пя́ть.

Ка́к ра́ботает

Исх́одные да́нные: в глу́бине зе́мной ко́ры ест́ь те́пло. Его ну́жно пре́образовать в энергию, на́пример, электрическую. Ка́к это сде́лать? При́нцип ра́боты ге́отермальной электростанции до́статочно про́ст. По́д зе́млю за́качивается во́да че́рез спе́циальную сква́жину, на́зываемую вхо́дной или на́гнетающей (по́-анѓлийски injection, то́ ест́ь "впры́ск"). Для́ то́го что́бы опр́еделить по́дходящую глу́бину, тре́буется ге́ологическое исс́ледование. Вбли́зи на́гретых ма́гмой сло́ев, в ко́нечном сче́те, до́лжен обр́азоваться по́дземный про́точный ба́ссейн, игр́ающий ро́ль те́плообменника. Во́да си́льно на́гревается и пре́вращается в па́р, ко́торый че́рез дру́гую сква́жину, (ра́бочую или экс́плуатационную) по́дается на́ ло́пасти ту́рбины, со́пряженной с ось́ю ге́нератора. На́ пе́рвый взгляд, все́ вы́глядит очень про́сто, но́ на́ пра́ктике ге́отермальные электростанции уст́роены ку́да сло́жнее и имеют ра́зличные особенности ко́нструкции, обусловленные экс́плуатационными про́блемами.

До́стоинства ге́отермальной энергетики

Этот спо́соб по́лучения энергии имеет не́оспоримые плю́сы. Во́-пе́рвых, ге́отермальные электростанции не́ тре́буют то́плива, за́пасы ко́торого ли́митированы. Во́-вто́рых, экс́плуатационные ра́сходы све́дены к изд́ержкам на́ те́хнически ре́гламентированные ра́боты по́ пла́новой за́мене ко́мплектующих изд́елий и обс́луживанию те́хнологического про́цесса. Сро́к окупаемости вло́жений со́ставляет не́сколько ле́т. В-тре́тьих, та́кие ста́нции усл́овно мо́жно счи́тать экологически чи́стыми. Ест́ь, пра́вда, в этом пу́нкте и ост́рые мо́менты, но́ о ни́х по́зже. В-че́твертых, до́полнительной энергии для́ те́хнологических ну́жд не́ тре́буется, на́сосы и дру́гие при́емники энергии за́питываются от до́бываемых ре́сурсов. В-пя́тых, уст́ановка, по́мимо ра́боты по́ пря́мому на́зна́чению, мо́жет про́изводить опр́еснение во́ды Ми́рового океана, на́ бе́регу ко́торого обычно стро́ятся ге́отермальные электростанции. Плю́сы и ми́нусы при́сутствуют, одн́ако, и в этом слу́чае.

Не́достатки

На́ фо́тографиях все́ вы́глядит про́сто чу́десно. Ко́рпуса и уст́ановки эст́етичны, на́д ни́ми не́ по́днимаются клу́бы че́рного ды́ма, то́лько бе́лый па́р. Одн́ако не́ все́ та́к пре́красно, ка́к ка́жется. Есл́и ге́отермальные электростанции ра́сположены по́близости на́селенных пу́нктов, жи́телям окр́естностей до́саждает про́изводимый Геотермальный источник энергии Автономный дом пре́дприятиями шу́м. Но́ это ли́шь ви́димая (ве́рнее, слы́шимая) ча́сть про́блемы. При́ бу́рении глу́боких сква́жин ни́когда не́льзя пре́двидеть, что́ именно из ни́х по́йдет. Это мо́жет бы́ть то́ксичный га́з, ми́неральные во́ды (не́ все́гда ле́чебные) или да́же не́фть. Ра́зумеется, есл́и ге́ологи на́ткнутся на́ пла́ст по́лезных исќопаемых, то́ это да́же хо́рошо, но́ та́кое отќрытие впо́лне мо́жет по́лностью изм́енить при́вычный укл́ад жи́зни ме́стных жи́телей, по́этому ра́зрешение на́ про́ведение да́же исс́ледовательских ра́бот ре́гиональные вла́сти да́ют кра́йне не́охотно. Во́обще вы́брать ме́сто для́ ГТЭ́С до́вольно сло́жно, ве́дь в ре́зультате ее экс́плуатации впо́лне мо́жет во́зникнуть про́вал гру́нта. Усл́овия вну́три зе́мной ко́ры ме́няются, и есл́и ист́очник те́пла утр́атит со́ вре́менем сво́й те́пловой по́тенциал, за́траты на́ стро́ительство окажутся на́прасными.

Ка́к вы́брать ме́сто

Не́смотря на́ мно́гочисленные ри́ски, в ра́зных стра́нах стро́ят ге́отермальные электростанции. Пре́имущества и не́достатки ест́ь у лю́бого спо́соба по́лучения энергии. Во́прос со́стоит в то́м, на́сколько до́ступны иные ре́сурсы. В ко́нце ко́нцов, энергетическая не́зависимость явл́яется одн́ой из осн́ов го́сударственного́ су́веренитета. Стра́на мо́жет не́ обл́адать за́пасами по́лезных исќопаемых, но́ иметь мно́жество ву́лканов, ка́к Исл́андия, на́пример. Сле́дует учитывать, что́ на́личие ге́ологически акт́ивных зо́н – не́пременное усл́овие для́ ра́звития ге́отермальной отр́асли энергетики. Но́ при́ при́нятии ре́шения о стро́ительстве по́добного объ́екта не́обходимо бра́ть в ра́счет и во́просы бе́зопасности, по́этому, ка́к пра́вило, в гу́стонаселенных ра́йонах ге́отермальные электростанции не́ во́зво́дят.Сле́дующий ва́жный мо́мент – на́личие усл́овий для́ охл́аждения ра́бочей жи́дкости (во́ды). В ка́честве ме́ста для́ ГТЭ́С впо́лне по́дойдет океанское или мо́рское по́бережье.

Ка́мчатка

Ро́ссия бо́гата все́ми ви́дами при́родных ре́сурсов, но́ это не́ озн́ачает, что́ в бе́режном отн́ошении к ни́м не́т ну́жды. Ге́отермальные электростанции в Ро́ссии стро́ят, при́чем в по́следние де́сятилетия все́ бо́лее акт́ивно. Они ча́стично обеспечивают по́требность энергообеспечения отд́аленных ра́йонов Ка́мчатки и Ку́рил. По́мимо уже упомянутой Па́ужетской ГТЭ́С, на́ Ка́мчатке в экс́плуатацию вве́дена 12-ме́гаваттная Ве́рхне-Му́тновская ГТЭ́С (1999). На́много мо́щней ее Му́тновская ге́отермальная электростанция (80 МВт), ра́сположенная во́зле то́го же́ ву́лкана. Вме́сте они обеспечивают бо́лее тре́ти объ́ема энергии, по́требляемой ре́гионом.

Ку́рилы

Са́халинская обл́асть та́кже при́годна для́ стро́ительства ге́отермальных энергопроизводящих пре́дприятий. Зде́сь их два́: Ме́нделеевская и Океанская ГТЭ́С. Ме́нделеевская ГТЭ́С пре́дназначена для́ ре́шения про́блемы энергоснабжения ост́рова Ку́нашир, на́ ко́тором ра́сположен по́селок го́родского́ ти́па Южн́о-Ку́рильск. На́звание сво́е ста́нция по́лучила не́ в че́сть ве́ликого ру́сского хи́мика: та́к на́зывается ост́ровной ву́лкан. Стро́ительство на́чалось в 1993-м, че́рез де́вять ле́т пре́дприятие вве́дено в стро́й. Пе́рвоначально мо́щность со́ставляла 1,8 МВт, но́ по́сле мо́дернизации и за́пуска сле́дующих дву́х очередей до́стигла пя́ти.На́ Ку́рилах, на́ ост́рове Итуруп, в то́м же́ 1993 го́ду бы́ла за́ложена еще одн́а ГТЭ́С, по́лучившая на́звание «Океанская». За́работала она в 2006-м, че́рез го́д вы́шла на́ про́ектную мо́щность в 2,5 МВт.

Ми́ровой опыт

Ру́сские ученые и инж́енеры ста́ли пи́онерами во́ мно́гих отр́аслях при́кладной на́уки, но́ ге́отермальные электростанции изобрели все́ же́ за́ ру́бежом. Пе́рвая в ми́ре ГТЭ́С (250 кВт) бы́ла итальянской, на́чала сво́ю ра́боту в 1904 го́ду, ее ту́рбина вра́щалась па́ром, вы́ходящим из при́родного ист́очника. До́ этого по́добные явл́ения исп́ользовались то́лько в ле́чебно-ку́рортных це́лях.В на́стоящее вре́мя по́зиции Ро́ссии в обл́асти исп́ользования ге́отермального те́пла та́кже не́льзя на́звать пе́редовыми: ни́чтожный про́цент вы́рабатываемого в стра́не электричества при́ходится на́ пя́ть ста́нций. Са́мое бо́льшое зна́чение эти аль́тернативные ист́очники имеют для́ экономики Фи́липпин: на́ ни́х при́ходится один ки́ловатт из ка́ждых пя́ти, про́изводимых в ре́спублике. Про́двинулись впе́ред и дру́гие стра́ны, в чи́сле ко́торых Ме́ксика, Инд́онезия и США́.

На́ про́сторах СНГ

На́ уровень ра́звития ге́отермальной энергетики вли́яет в бо́льшей сте́пени не́ те́хнологическая «про́двинутость» то́й или иной стра́ны, а осознание ее ру́ководством на́сущной не́обходимости в аль́тернативных ист́очниках. Ест́ь, ко́нечно, и «но́у-ха́у», ка́сающиеся спо́собов бо́рьбы с на́кипью в те́плообменниках, спо́собов упр́авления ге́нераторами и про́чей электрической ча́стью си́стемы, но́ вся́ эта ме́тодология спе́циалистам да́вно изв́естна. Бо́льшую за́интересованность в стро́ительстве Ге́оТЭС в по́следние го́ды про́являют мно́гие по́стсоветские ре́спублики. В Та́джикистане изучают ра́йоны, явл́яющие со́бой ге́отермальное бо́гатство стра́ны, идет стро́ительство 25-ме́гаваттной ста́нции «Дже́рмахпюр» в Арм́ении (Сю́никская обл́асть), со́ответствующие исс́ледования ве́дутся в Ка́захстане. Го́рячие ист́очники Бре́стской обл́асти ста́ли пре́дметом инт́ереса бе́лорусских ге́ологов: они на́чали про́бные бу́рения дву́хкилометровой сква́жины Вы́чулковская. В общ́ем, за́ ге́оэнерге́тикой, ско́рее все́го, ест́ь бу́дущее.Впро́чем, и с те́плом Зе́мли обр́ащаться ну́жно бе́режно. Огр́аничен и этот при́родный ре́сурс. Геотермальное отопление за счет тепла земли принцип работы оборудование эффективность

Статьи

  • Геотермальный источник энергии Автономный дом
  • Геотермальное отопление дома схема установка принцип работы . Интернет журнал EcoEnergetics . Яндекс Дзен
  • Геотермальное отопление за счет тепла земли принцип работы оборудование эффективность
  • Геотермальные электростанции принцип работы плюсы минусы
  • Принцип работы геотермальной электростанции
  • Геотремальные электростанции в России
  • Принципы работы геотермальных электростанций
  • Геотермальное отопление дома своими руками лучшие системы для загородного дома
  • Геотермальные электростанции принципы работы
  • Геотермальная энергетика как тепло Земли превратили в эффективный энергоресурс Блог компании Toshiba Хабр