Geoterminen voimalaitos, laite ja työn periaate

Geoterminen voimala, laite ja työn periaate.

Geoterminen voimalaitos (GeoPP tai geoterminen) on yksi sellaisten voimalaitosten tyypeistä, jotka muuntavat maanalaisten lähteiden lämmön geotermisen energian (esimerkiksi. geysirit) sähköenergiaksi.

Maalämpöteho ja geoterminen energia

Geotermisen energian tyypit

Maalämpöveden tyypit

Geotermisen voimalaitoksen käyttö

Geotermisten voimalaitosten edut

Maalämpölaitosten toiminnan vaikeudet ja ongelmat

Sähköntuotanto Venäjän geotermisistä voimalaitoksista

Maalämpöteho ja geoterminen energia:

Geoterminen voimalaitos (GeoPP tai geoterminen) on yksi voimalaitostyypeistä, jotka muuntavat lämpöä - maalämpöä energiaa maanalaisia ​​lähteitä (esimerkiksi. geysirit) sähköenergiaksi.

Maalämpö on energia, joka saadaan maapallon luonnollisesta lämmöstä. Eri arvioiden mukaan, lämpötila maapallon keskellä on vähintään 6650 ° C. Lämpö muodostuu uraanin radioaktiivisen hajoamisen vuoksi, torium, kalium ja muut radioaktiiviset isotoopit kemiallisten alkuaineiden. Lämpötila keskellä maasta on vakio. No tottakai, maa jäähtyy, mutta jäähdytysnopeus on yhtä suuri kuin 300-350 ° C miljardissa vuodessa. Maasta sen pinnan läpi virtaava lämpövirta on 47 ± 2 TW lämpöä tai 400 tuhat TWh vuodessa, mikä on 17 kertaa enemmän kuin maailman energian kehitys ja vastaa noin 46 miljardia tonnia hiiltä. Täten, näyttää siltä, ​​että maapallo edustaa ehtymätöntä geotermisen lämmön lähdettä.

Maalämpö viittaa vaihtoehtoisiin ja uusiutuviin energiaa. Tämä lämpö muodossa oleva energia voidaan käyttää suoraan koteihin ja rakennuksiin, ja tuotantoon sähköä.

kuitenkin, lämpö geotermisten voimalaitosten tehokkuus on matala, noin 7-10 %.

Geotermisen energian tyypit:

Maalämpö on jaettu petrotermiseen energiaan ja hydrotermiseen energiaa.

Ensimmäisessä tapauksessa, energialähde on maan syvien kerrosten lämpötila.

Niin, kun siirryt syvyyteen Maan keskelle, ympäristön lämpötila nousee. Jokaiselle 100 metrin syvyydessä lämpötila nousee keskimäärin 2.5 ° C. Tai geoterminen kaltevuus kasvaa 1 ° C joka 36 metriä. Syvyydessä 5 km lämpötila on noin 125 ° C ja lämpötilassa 10 km noin 250 ° C.

Suurin geoterminen kaltevuus 150 ° C lämpötilassa 1 km, rekisteröity Oregonissa (USA), matalin Etelä-Afrikassa (6 ° C 1 km).

Petrotermisen energian saamiseksi porattiin kaksi kaivot, yksi heistä pumpaa vettä. Kun siirryt maan keskelle, se lämpenee, sitten virtaa liitosreikään ja ulottuu höyryn muodossa pintaan.

Toisessa - kuumaa maanalaista vettä. Maan tulivuoren alueilla, planeetan syvyydessä kiertävä vesi on ylikuumentunut kiehumispisteen yläpuolelle ja halkeilu nousee pinta. Kuuma vesi tulee pinnalle höyryn tai kuuman veden muodossa, joskus ilmenee geysirien muodossa. Siksi, geotermiset voimalaitokset on rakennettu suoraan vesistöön pinta- geysirien muodossa tai mannerlaattojen reunojen ympärillä olevilla alueilla, koska kuori sellaisilla alueilla on paljon ohuempi.

Lupaava ja suosittu lähde on hydroterminen energiaa.

Hydrotermisiä alueita on saatavilla monissa osissa maailmaa: Venäjä (Kamtšatka, Kuril-saaret, Krasnodarin alue, Stavropolin krai, Dagestan, Karachay-Cherkessia, Tšetšenia, Pohjois-Ossetia, jne.), Islanti, Uusi Seelanti, Italia, Ranska, Liettua, Meksiko, Nicaragua, Costa Rica, Indonesia, Kiina, Japani, Kenia, Tadžikistan, Filippiinit.

Hydrotermisen uuttamiseksi energiaa myös porattu kaivoja.

Maalämpöveden tyypit:

lämpötila: slabitelnye jopa +40 ° C, lämpö - alkaen +40 että +60 ° C, korkea - mistä +60 että +100 ° C, ylikuumentunut yli +100 ° C;

- mineralisaatio: tuore - jopa 0.1 g kuivaa jäännöstä päällä 1 l tuoretta - 0,1-1,0 g / l, hieman suolainen - 1,0-3,0 g / l, selenosyanaatti - 3,0-10,0 g / l, suola - 10,0-35,0 g / l, suolavesi enemmän kuin 35.0 g / l;

- kokonaiskovuus: hyvin pehmeä, pehmeä, keskipitkällä, kovaa, tosi kovasti;

- happamuus: voimakkaasti hapan - pH - 3.5, happo - 3,5-5,5 pH hieman hapan lämpötilassa 5.5 ja 6.8, neutraali on 6.8 että 7.2 pH, hieman emäksinen - 7,2-8,5 pH, emäksinen - enemmän kuin 8.5 pH;

- kaasun koostumus: rikkivety, rikkivety-hiilidioksidi, hiilidioksidi, typpi hiilidioksidi, metaani, typpi-metaani ja typpi;

- kylläisenä: heikko - jopa 100 mg / l, keskiverto - 100-1000 mg / l, korkea - yli 1000 mg / l.

Geotermisten voimalaitosten käyttö:

Hydrotermisen energian saamiseksi ja muuntamiseksi sähköksi geotermiset voimalaitokset käyttää useita menetelmiä:

- suora menetelmä. Suora kaivosta tuleva höyry johdetaan höyryksi turbiinikytketty sähkögeneraattoriin, ja kiertää teriä. Johtuen pyörimisliikkeestä sähkövirta;

- epäsuora menetelmä. Samanlainen kuin edellinen, sillä ainoalla erolla, että ennen höyryputkeen pääsyä puhdistetaan tuhoa aiheuttavista kaasuista putkien;

- sekoitettu menetelmä. Samanlainen kuin suora menetelmä, sillä ainoalla erolla, että paristot kondensaattorit yhdistetään veteen ja poistetaan siinä laimentamattomat kaasut;

binäärimenetelmä. Koska käyttönestettä ei käytetä lämpövettä tai höyryä ja muuta nestettä, jolla on matala kiehumispiste. Lämpövesi (tai höyryä) kaivosta johdetaan lämmönvaihtimen läpi, joka siirtää lämpöä toiseen nesteeseen, jonka kiehumispiste on matalampi. Tämä on toinen neste, joka kiehuu lämmönvaihtimessa, ja sen höyry syötetään höyryturbiiniin ja pyörii sitä terät.

Maalämpötehon edut:

- geoterminen voimalaitos toimii uusiutuvilla energialähteillä

- geotermisen energian varaukset ovat ehtymättömiä,

- pystyy työskentelemään itsenäisesti, ilman ihmisen väliintuloa,

- ei ole riippuvainen kausiluonteisesta, sää ja muut (päivä Yö) tekijät

- geoterminen energia on vakio ajassa.

Maalämpölaitosten toiminnan vaikeudet ja ongelmat:

tarve kierrätysjaksolle pääsyyn ja jäteveden uudelleensyöttämiseen sisään maanalainen pohjavesi, mikä edellyttäisi ylimääräistä energiankulutusta. Jäteveden pumppaaminen on tarpeen sen varmistamiseksi, että pohjaveden paine laski, mikä johtaa geotermisen tuotannon vähenemiseen asemalle tai sen täydellinen epäonnistuminen;

- sisältää termisessä vedessä suuria määriä erilaisten myrkyllisten metallien suoloja (esimerkiksi. johtaa, sinkki, kadmium), ei-metallit (esimerkiksi. boori, arseeni) ja kemialliset yhdisteet (esimerkiksi., ammoniakki, fenolit, sulfidi, metaani), mikä eliminoi tällaisen veden pääsyn pinnalla olevaan luonnolliseen vesijärjestelmään, toisaalta, ja jotka vaikuttavat haitallisesti toimintaan laitteiden, toisaalta, ja sen vuoksi hyödynnettävä ja hyödynnettävä.

Sähköntuotanto Venäjän geotermisistä voimalaitoksista:

Venäjällä on useita geotermisiä voimalaitoksia:

- Verkhne-Mutnovskajan geoterminen voimala (GeoPP), asennettu kapasiteetti 12 MW (2011) ja sähköntuotanto 69,5 miljoonaa kWh / vuosi (2010). Sijaitsee mutnovsko-kentällä Elizovsky-alueella Kamtšatkan alueella, lähellä Mutnovskin kukkuloita;

- Mutnovskajan geoterminen voimala (GeoPP), asennettu kapasiteetti 50 MW (2011) ja sähköntuotanto 360.5 miljoonaa kWh / vuosi (2010). Sijaitsee mutnovskossa ala Kamatskan alueen Elizovsky-alueella, koilliseen Mutnovskin kukkuloista, noin 800 metriä merenpinnan yläpuolella;

- Pauzhetskajan geoterminen voimala (GeoPP), - asennettu kapasiteetti 14.5 MW (2011) ja tuotanto 43,1 miljoonaa kWh / vuosi (2011). Sijaitsee Cambalkonissa ala ensihoitajat Kamtšatkan niemimaan lounaisosassa Pauzhetkan tulivuorten kylässä lähellä Koshelevaa ja Kambalny-jokea. Tämä on ensimmäinen kerta, kun geotermistä voimalaitosta rakennetaan, käyttöön vuonna 1966;

Valtameren geoterminen voimalaitos (GeoPP), asennettu kapasiteetti 2.5 MW (2009). Sijaitsee Baransky-tulivuoren juurella Iturup-saarella Sahalinin alueella lähellä valtameri;

- Mendelejevskajan geoterminen voimala (GeoPP), asennettu kapasiteetti 3.6 MW (2009). Sijaitsee Kunashirin saarella, lähellä Mendelejevin tulivuorta.

Huomautus: © Kuva //www.pexels.com, //pixabay.com