Где находятся геотермальные электростанции

Использование геотермальных электростанций в России

Где находятся геотермальные электростанции

Геотермальные электростанции в России являются перспективным возобнобляемым источником. Россия имеет богатые геотермальные ресурсы с  высокой и низкой температурами и делает хорошие шаги в этом направлении. Концепция экологической защиты может помочь продемонстрировать преимущества возобновляемых альтернативных источников использования энергии.

В России геотермальные исследования проведены в 53 научных центрах и высших учебных заведениях расположенных в разных городах и в разных ведомствах: Академии наук, Министерствах образования, природных ресурсов, топлива и энергетики.

Такие работы проводятся в  некоторых региональных научных центрах, как Москва, Санкт-Петербург, Архангельск, Махачкала, Геленджик, Приволжье (Ярославль, Казань, Самара), Урал (Уфа, Екатеринбург, Пермь, Оренбург), Сибирь (Новосибирск, Тюмень, Томск, Иркутск, Якутск), Дальний Восток (Хабаровск, Владивосток, Южно-Сахалинск, Петропавловск-на-Камчатке).

В этих центрах, проводятся: теоретические, прикладные, региональные изыскания, а также создается специальный инструментарий.

Использование геотермальной энергии

Геотермальные электростанции в России используются в основном для теплоснабжения и обогрева нескольких городов и населенных пунктов на Северном Кавказе и Камчатке с общей численностью населения 500 тыс.чел.

Кроме того, в некоторых регионах страны глубокое тепло используется для теплиц общей площадью 465 тыс. м2. Самые активные гидротермальные ресурсы используются в Краснодарском крае, Дагестане и на Камчатке.

Примерно половину добытых ресурсов применяется для теплоснабжения жилья и промышленных помещений, третья часть – на отопление теплиц, а только около 13 % – для промышленных процессов.

Помимо этого термальные воды используются примерно в 150 санаториях и 40 заводах по розливу минеральной воды. Количество электрической энергии, разработанной геотермальными электростанциями в России увеличивается по сравнению с мировым,но остается крайне незначительным.

 Доля составляет всего 0,01 процента от общей выработки электроэнергии в стране.

Наиболее перспективным направлением использования низкотемпературных геотермальных ресурсов является применение тепловых насосов. Этот способ является оптимальным для многих регионов России – в Европейской части России и на Урале. Пока делаются первые шаги в этом направлении.

Электричество вырабатывается на некоторых электростанциях (ГеоЭС) только на Камчатке и Курильских островах. В настоящее время три станции работают на Камчатке:

Паужетская ГеоЭС (12 МВт), Верхне-Мутновская (12 МВт) и Мутновская ГеоЭС (50 МВт).

Две небольших ГеоЭС находятся в эксплуатации на островах Кунашир – Менделеевская ГеоТЭС, Итуруп  – «Океанская» с установленной мощностью 7,4 МВт и 2,6 МВт соответственно.

Геотермальные электростанции в России по своему объему стоят на последних местах в мире.  В Исландии приходится более 25% добываемой электроэнергии этим способом.

Менделеевская ГеоТЭС на Кунашире

Россия имеет значительные геотермальные ресурсы и имеющийся потенциал гораздо больше, чем текущее положение.

Этот ресурс далеко не адекватно развит в стране. В бывшем Советском Союзе, геолого-разведочные работы полезных ископаемых, нефти и газа хорошо поддерживался.

Однако такая обширная деятельность не направлена для изучения геотермальных резервуаров даже в следствие подхода: геотермальные воды не считались энергетическими ресурсами.

Но все-таки результаты бурения тысяч “сухих скважин” (просторечие в нефтяной отрасли), приносят вторичную выгоду для геотермальных исследований. Эти заброшенные колодцы которые были во время исследований нефтяной отрасли дешевле отдать для новых целей.

Преимущества и проблемы использования геотермальных ресурсов

Экологические преимущества использования возобновляемых источников энергии, таких как геотермальная признано. Однако есть серьезные препятствия на пути развития возобновляемых ресурсов, которые препятствуют развитию. Подробные геологические исследования и дорогостоящее бурение геотермальных скважин представляет собой крупные финансовые затраты, связанные со значительными геологическими и техническими рисками.

Использование возобновляемых источников энергии, включая геотермальные ресурсы, имеют также преимущества.

  • Во-первых, использование местных энергетических ресурсов может снизить зависимость от импорта или необходимости строительства новых генерирующих мощностей для теплоснабжения в промышленных или жилых районах  горячего водоснабжения.
  • Во-вторых, замена традиционных видов топлива  чистой энергией вызывает значительные улучшения состоянии окружающей среды и общественного здравоохранения и имеет соответствующую экономию.
  • В-третьих, мера экономии энергии связан с КПД. Системы централизованного теплоснабжения являются общими в городских центрах России и нуждаются в модернизации и перехода на возобновляемые источники энергии со своими преимуществами. Это особенно важно с экономической точки зрения, устаревшие системы централизованного теплоснабжения не экономичны и инженерное время жизни уже истекло.

Геотермальные электростанции в России “чище” по сравнению с используемые ископаемое топливо. Международная конвенция по изменению климата и программы Европейского сообщества предусматривают  продвижение возобновляемых источников энергии.

Однако специфические юридические предписания относительно разведочных работ и добычи геотермальных вод отсутствует во всех странах.

Отчасти это объясняется тем, что воды регулируются в соответствии с законами водных ресурсов, полезные ископаемые в соответствии с энергетическими законами.

Геотермальная энергия не относится к определенным равзделам  законодательства и затрудняется решение различных методов эксплуатации и использования геотермальной мощности.

Геотермальная энергетика и устойчивое развитие

Промышленное развитие за последние два столетия принесло множество инноваций для человеческой цивилизации и принесли эксплуатацию природных ресурсов с угрожающей быстротой.

Начиная с семидесятых годов 20-го века серьезные предупреждения о “пределах роста” пошли по миру с большим эффектом: ресурс эксплуатации, гонка вооружений, расточительное потребление разбазарили эти ресурсы в ускоренном темпе, наряду с экспоненциальным ростом численности населения планеты. На все это безумие необходимо большее количество энергии.

Самые расточительное и  безперспективное – безответственность человека по  привычке израсходования конечных и быстро истощающихся  энергетических ресурсов угля, нефти и  газа. Этой безответственной деятельностью  занимается  химическая промышленность для производства пластмасс, синтетических волокон, строительных материалов, красок, лаков, фармацевтических и косметических продуктов, пестицидов и многих других продуктов органической химии.

Но самый катастрофический эффект от использования ископаемого топлива -это равновесие биосферы и климата до такой степени, что необратимо будет влиять на наш жизненный выбор: рост пустынь, кислотные дожди портящие  плодородные земли, отравление рек, озер и грунтовых вод, порча питьевой воды для растущего населения планеты, – и худшее из всех – более частые погодные катаклизмы, втягивающие ледники, разрушиающие горнолыжные курорты, тающие ледники, оползни, более сильные штормы, затопление густонаселенных прибрежных районов и островов, тем самым подвергая опасности людей и редкие виды флоры и фауны в результате миграций.

Потеря плодородных земель и культурное наследие происходит  за счет добычи неумолимо растущего ископаемого топлива, выбросов в атмосферу, вызывающих глобальное потепление.

Путь к чистой, устойчивой энергетике сохраняющей ресурсы и привлечение биосферы и климата в естественный баланс связан с использованием возобновляемых источников энергии в виде геотермальных электростанций в России.

Ученые понимают необходимость сокращения сжигания ископаемого топлива выходящего за пределы целевых показателей Киотского протокола для того, чтобы замедлить глобальное потепление атмосферы Земли.

Источник: https://beelead.com/geotermalnyx-elektrostancij/

Геотермальная электростанция, устройство и принцип работы

Где находятся геотермальные электростанции

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;

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Как перевести квт * ч в квт

– 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

Еще технологии

карта сайта

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

Источник: https://xn--80aaafltebbc3auk2aepkhr3ewjpa.xn--p1ai/geotermalnaya-elektrostantsiya-ustroystvo-i-printsip-rabotyi/

Мутновская ГеоЭС — крупнейшая геотермальная электростанция России

Где находятся геотермальные электростанции

Количество геотермальных месторождений у нас в стране, как и везде в мире, к сожалению, ограничено. Но рядом со многими из таких источников построены особые станции, вырабатывающие электричество. Их преимуществом является в первую очередь очень низкая себестоимость поставляемой энергии. В России самой крупной и известной ГеоЭС является Мутновская.

Где находится

Расположена эта большая станция в долине вулкана Мутновский на юге Камчатки, в Елизовском районе, в правых истоках реки Фальшивой. Находится производственная площадка этого промышленного объекта на высоте в целых 780 м над уровнем моря. Город Петропавловск-Камчатский расположен примерно в 116 км от станции.

Неподалеку от этой ГеоЭС находится еще один подобный объект — более старая Верхне-Мутновская ГТЭС, которая считается по большей мере экспериментальной. Ближайшим же населенным пунктом к этой станции является поселок Дачный. Именно он обычно выступает в роли перевалочного пункта для туристов, приехавших в Елизовский район Камчатского края и решивших осмотреть станцию, а также подняться на вулкан Мутновский.

Общее описание

Состоит Мутновская станция из трех очередей энергоблоков. Основными на этом объекте, как и на любом другом подобном, являются зоны:

  • парогенерирующие;
  • паротурбинные.

Первые при этом включают в себя:

  • геотермальные скважины;
  • сепараторы первой ступени, удаленные до 1 км от скважин.

Конструкция паротурбинных частей состоит из следующих элементов:

  • сепараторов второй ступени;
  • мощных паровых турбин, оснащенных конденсатором и градирней.

Все сооружения станции связаны между собой в единый комплекс. Отдельно на Мутновской ГеоЭС построены только противопожарное хозяйство и склад горюче-смазочных материалов. Особенностью этого объекта является также то, что он полностью автоматизирован.

По площадке станции под землей проходит труба с горячим паром. Таким образом работники Мутновской решили проблему очистки ее территории. Снег, как и везде на полуострове Камчатка, в районе расположения станции идет очень часто. И если от него не избавляться, он может стать большим препятствием для работы ГеоЭС.

Оборудование, используемое на этой станции, способно выдерживать землетрясения силой до 7 баллов. При 8 баллах все установки этого объекта отключаются, но продолжают оставаться в режиме готовности. Имеют очень прочную конструкцию и сами здания ГеоЭС. Рассчитаны они на землетрясения силой до 9 баллов.

Постановление ЦК КПСС «О комплексном развитии Дальневосточного региона» вышло в 1987 г. В этом документе отмечалась в том числе и значимость геотермальных объектов Камчатки. Именно тогда и было принято решение о вводе в эксплуатацию через десять лет, в 1997 г., новой ГеоЭС — Мутновской. Согласно разработанному тогда проекту, первоначально мощность этой станции должна была составить 50 000 МВт. К 1998 г. этот показатель предполагалось увеличить до 200 тыс. МВт.

Таким грандиозным планам советского правительства, однако, сбыться, к сожалению, не удалось. СССР распался. И хотя ОАО «Геотерм», отвечающий за реализацию плана строительства Мутновской ГеоЭС, был создан еще в 1994 г., возводиться собственно сам этот объект начал только в нулевые.

Первый блок новой станции был принят в эксплуатацию в 2001 г. Мощность его составила целых 25 МВт. В последующем ГеоЭС постепенно достраивалась и развивалась. К настоящему времени она представляет собой, как уже упоминалось, самую большую и мощную геостанцию в России. Совместно со старой Верхне-Мутновской ГТЭС, это производство сегодня снабжает электроэнергией третью часть полуострова Камчатки.

Как получают электроэнергию

Функционирует Мутновская ГеоЭС, как и любая другая геотермическая станция, по довольно-таки простому принципу. Преобразуют тепло внутри земной коры на этом объекте следующим образом:

  • через нагнетающую скважину под землю заливают воду, в результате чего образуется искусственный бассейн;
  • нагревающаяся естественным путем вода в бассейне превращается в пар;
  • пар поступает через вторую скважину на лопасти турбины.

Далее энергия вращения турбины через генератор преобразуется в электрическую. Именно на таком принципе работают все крупнейшие геотермальные электростанции, включая Мутновскую, Менделеевскую, Океанскую и пр., а также и не слишком большие объекты этого типа.

Сложности выработки энергии

Всего за время существования Мутновской станции здесь было пробурено более 100 глубоких скважин. Но особенностью использования геотермальных источников для получения электроэнергии является то, что эффективными такие разведки бывают далеко не всегда. И сделать с этим, к сожалению, абсолютно ничего нельзя. Поэтому с «геологическими неудачами» работникам станции приходится периодически просто-напросто мириться.

Еще одной сложностью выработки электроэнергии подобным образом является то, что скважины на промышленных объектах этого типа имеют свойство со временем постепенно терять свою продуктивность из-за зарастания пор солями. Поэтому на ГеоЭС, в том числе и на Мутновской, приходится постоянно проводить достаточно дорогие геологические изыскания с целью бурения новых производительных скважин.

Особенности станции

Используется на геотермальном месторождении Мутновском в качестве теплоносителя достаточно влажный пар, температура которого составляет 240 С. Состав он имеет преимущественно углекислый. Также в паре присутствуют азот, кислород, сероводород, метан и водород.

Термальные энергоблоки на этой станции установлены комбинированные с бинарым циклом. Именно такая конструкция позволяет вырабатывать электричество с минимальными потерями.

Соответственно и себестоимость энергии, поступающей в общую сеть Камчатки, с этого объекта очень низкая. Равна она примерно 3.66 р. за 1 кВт. Для сравнения: тот же показатель для дизельных электростанций составляет около 60 р.

Благодаря применению инновационных технологий, Мутновская ГеоЭС считается одним из самых современных объектов этого типа в мире на сегодняшний день.

Имеющиеся на станции скважины пробурены на глубину до 2200 м. Собственно рабочих продуктивных шахт при этом на объекте имеется всего около 30 штук.

Разного рода примеси и вода из пара, перед поступлением последнего к лопастям турбин, удаляются на станции в специальных сепараторах. Далее теплоноситель проходит через фильтры тонкой очистки. Оставшиеся после обработки отходы при этом сначала подаются в отстойники, а затем сливаются в реку Фальшивую. Отличительной чертой Мутновской станции является то, что для вращения турбин здесь используется пар достаточно низкой температуры — 300 С.

С генераторов, как и на любой другой электростанции, энергия на Мутновской ГеоЭС поступает в распределительные устройства. Отработанный же пар конденсируется в специальных градирнях. Далее образовавшаяся вода очищается, закачивается обратно в скважины и проходит новый рабочий цикл.

Рельеф на Камчатке очень сложный. Поэтому высоковольтная линия, передающая электроэнергию со станции в общую сеть полуострова, была когда-то построена только одна. Общая длина этой ЛЭП составляет 70 км.

Удобства для сотрудников

Работать персоналу станции, конечно же, приходится в очень сложных климатических условиях. Сила ветра в тех местах, где находится Мутновская ГеоЭС, может достигать 50 м/с. Погода же здесь зачастую меняется по нескольку раз на день.

Работают сотрудники станции, как и на большинстве других подобных объектов, вахтовым методом. Добираться до станции им приходится на КамАЗах или вездеходах. При особенно сложных погодных условиях для доставки рабочих на ГеоЭС могут использоваться и вертолеты.

Живут сотрудники на станции в комфортабельном общежитии. Продумана в плане удобства персонала и сама инфраструктура этого объекта. Для рабочих на Мутновской ГеоЭС оборудованы тренажерный зал, библиотека, бассейн и сауна. Имеется на станции, конечно же, и комната отдыха.

Источник: https://FB.ru/article/363636/mutnovskaya-geoes---krupneyshaya-geotermalnaya-elektrostantsiya-rossii

Геотермальные электрические станции

Геотермальная электрическая станция – это комплекс инженерных устройств, преобразующих тепловую энергию планеты в электрическую энергию.

Геотермальная энергетика

Геотермальная энергетика относится к «зеленым» видам энергии. Данный способ энергообеспечения потребителей получил широкое распространение в регионах с термической активностью планеты для различных видов использования.

Геотермальная энергия бывает:

  • Петротермальная, когда источник энергии – слои земли обладающие высокой температурой;
  • Гидротермальная, когда источник энергии – подземные воды.

Геотермальные установки используются для энергоснабжения предприятий сельского хозяйства, промышленности и в жилищно-коммунальной сфере.

Принцип работы геотермальной электростанции

В современных геотермальных установках преобразование тепловой энергии земли в электрическую осуществляют нескольким способами, это:

Прямой метод

В установках такого вида, пар, поступающий из недр земли, работает в непосредственном контакте с паровой турбиной. Пар подается на лопасти турбины, которая свое вращательное движение передает генератору, вырабатывающему электрический ток.

Не прямой метод

В этом случае из земли закачивается раствор, который поступает на испаритель, и уже после испарения, полученный пар поступает на лопасти турбины.

Смешанный (бинарный) метод

В устройствах, работающих по этому методу, вода из скважины поступает на теплообменник, в котором, передает свою энергию теплоносителю, который, в свою очередь, под воздействием полученной энергии испаряется, а образовавшийся пар поступает на лопасти турбины.
В геотермальных установках, работающих по прямому методу (способу) воздействия на турбину, источником энергии служит геотермальный пар.

Во втором методе – используются перегретые гидротехнические растворы (гидротермы), которые обладают температурой выше 180 *С.

При бинарном методе – используются горячая вода, забираемая из слоев земли, а в качестве парообразующей используется жидкости с меньшей температурой кипения (фреон и подобные).

Плюсы и минусы

К достоинствам использования электростанций данного вида можно отнести:

  • Это возобновляемый источник энергии;
  • Огромные запасы в дальней перспективе развития;
  • Способность работать в автономном режиме;
  • Не подверженность сезонным и погодным факторам влияния;
  • Универсальность – производство электрической и тепловой энергии;
  • При строительстве станции не требуется устройство защитных (санитарных) зон.

Недостатками станций являются:

  • Высокая стоимость строительства и оборудования;
  • В процессе работы вероятны выбросы пара с содержанием вредных примесей;
  • При использовании гидротермов из глубинных слоев земли, необходима их утилизация.

Геотермальные станции в России

Геотермальная энергетика, наряду с прочими видами «зеленой» энергетики, неукоснительно развивается на территории нашего государства. По расчетам ученых, внутренняя энергия планеты, в тысячи раз превышает количество энергии содержащейся в природных запасах традиционных видах топлива (нефть, газ).

В России успешно работают геотермальные станции, это:

Паужетская ГеоЭC

Расположена около поселка Паужетка на полуострове Камчатка. Ведена в эксплуатацию в 1966 году.
Технические характеристики:

  1. Электрическая мощность – 12,0 МВт;
  2. Годовой объем вырабатываемой электрической энергии – 124,0 млн.кВт.часов;
  3. Количество энергоблоков – 2.

Ведутся работы по реконструкции, в результате которой электрическая мощность увеличится до 17,0 МВт.

Верхне-Мутновская опытно-промышленная ГеоЭС

Расположена в Камчатском крае. Введена в эксплуатацию в 1999 году.
Технические характеристики:

  1. Электрическая мощность – 12,0 МВт;
  2. Годовой объем вырабатываемой электрической энергии – 63,0 млн.кВт.часов;
  3. Количество энергоблоков – 3.

Мутновская ГеоЭС

Наиболее крупная электрическая станция подобного типа. Расположена в Камчатском крае. Введена в эксплуатацию в 2003 году.
Технические характеристики:

  1. Электрическая мощность – 50,0 МВт;
  2. Годовой объем вырабатываемой электрической энергии – 350,0 млн кВт.часов;
  3. Количество энергоблоков – 2.

Океанская ГеоЭС

Расположена в Сахалинской области. Введена в эксплуатацию в 2007 году.
Технические характеристики:

  1. Электрическая мощность – 2,5 МВт;
  2. Количество энергомодулей – 2.

Менделеевская ГеоТЭС

Расположена на острове Кунашир. Введена в эксплуатацию в 2000 году.

Технические характеристики:

  1. Электрическая мощность – 3,6 МВт;
  2. Тепловая мощность – 17 Гкал/час;
  3. Количество энергомодулей – 2.

В настоящее время ведется модернизация станции, после которой мощность составит 7,4 МВт.

Геотермальные станции в мире

Во всех технически развитых странах, где есть сейсмически активные территории, где внутренняя энергия земли выходит наружу, строятся и эксплуатируются геотермальные электрические станции. Опытом строительства подобных инженерных объектов обладают:

США

Страна с наибольшим количеством потребления электрической энергии, вырабатываемой гелиотермическим станциями.

Установленная мощность энергоблоков составляет более 3000 МВт- это 0,3% от всей вырабатываемой электрической энергии в США.

Наиболее крупные это:

  1. Группа станций «The Geysers». Расположена в Калифорнии, в состав группы входит 22 станции, установленной мощностью 1517,0 МВт.
  2. В штате Калифорния, станция «Imperial Valley Geothermal Area» установленной мощностью 570,0 МВт.
  3. В штате Невада станция «Navy 1 Geothermal Area» установленной мощностью 235,0 МВт.

Филиппины

Установленная мощность энергоблоков составляет более 1900 МВт, что составляет 27 % от всей вырабатываемой электрической энергии в стране.

Наиболее крупные станции:

  1. «Макилинг-Банахау» установленной мощностью 458,0 МВт.
  2. «Тиви», установленная мощность 330,0 МВт.

Индонезия

Установленная мощность энергоблоков составляет более 1200 МВт, что составляет 3,7 % от всей вырабатываемой электрической энергии в стране.

Наиболее крупные станции:

  1. «Sarulla Unit I», установленная мощность – 220,0 МВт.
  2. «Sarulla Unit II», установленная мощность – 110,0 МВт.
  3. «Sorik Marapi Modular», установленная мощность – 110,0 МВт.
  4. «Karaha Bodas», установленная мощность – 30,0 МВт.
  5. «Ulubelu Unit» – находится в стадии строительства на Суматре.

Мексика

Установленная мощность энергоблоков составляет 1000 МВт, что составляет 3,0 % от всей вырабатываемой электрической энергии в стране.

Наиболее крупная:

  1. «Cerro Prieto Geothermal Power Station», установленной мощностью 720,0 МВт.

Новая Зеландия

Установленная мощность энергоблоков составляет более 600 МВт, что составляет 10,0 % от всей вырабатываемой электрической энергии в стране.

Наиболее крупная:

  1. «Ngatamariki», установленной мощностью 100,0 МВт.

Исландия

Установленная мощность энергоблоков составляет 600 МВт, что составляет 30,0 % от всей вырабатываемой электрической энергии в стране.

Наиболее крупные станции:

  1. «Hellisheiði Power Station», установленной мощностью 300,0 МВт.
  2. «Nesjavellir», установленной мощностью 120,0 МВт.
  3. «Reykjanes», установленной мощностью 100,0 МВт.
  4. «Svartsengi Geo», установленной мощностью 80,0 МВт.

Кроме выше перечисленных, геотермальные электростанции работают в Австралии, Японии, странах Евросоюза, Африки и Океании.

Источник: https://alter220.ru/geoterm/geotermalnaya-elektricheskaya-stantsiya.html

Геотермальные электростанции: плюсы и минусы выработки электроэнергии ГеоТЭС

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.

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Какие виды энергии относятся к возобновляемым

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.

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.

Советуем почитать:  Утилизация и повторное использование грунта

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.

Советуем почитать:  Последствия и меры борьбы с загрязнением леса

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.

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.

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.

Источник: https://bezotxodov.ru/bez-rubriki/geotermalnye-jelektrostancii

Геотермальные электростанции

Геотермальная энергия – это энергия, получаемая из природного тепла Земли. Достичь этого тепла можно с помощью скважин. Геотермический градиент в скважине возрастает на 1 0С каждые 36 метров. Это тепло доставляется на поверхность в виде пара или горячей воды. Такое тепло может использоваться как непосредственно как для обогрева домов и зданий, так и для производства электроэнергии. Термальные регионы имеются во многих частях мира.

https://www.youtube.com/watch?v=rFRYbmLj2HY

По различным подсчетам, температура в центре Земли составляет, минимум, 6 650 0С. Скорость остывания Земля примерно равна 300-350 0С в миллиард лет. Земля содержит 42 х 1012 Вт тепла, из которых 2% содержится в коре и 98% — в мантии и ядре.

Современные технологии не позволяют достичь тепла, которое находится слишком глубоко, но и 840 000 000 000 Вт (2%) доступной геотермальной энергии могут обеспечить нужды человечества на долгое время.

Области вокруг краев континентальных плит являются наилучшим местом для строительства геотермальных станций, потому что кора в таких зонах намного тоньше.

Геотермальные электростанции и геотермальные ресурсы

Чем глубже скважина, тем выше температура, но в некоторых местах геотермальная температура поднимается быстрее. Такие места обычно находятся в зонах повышенной сейсмической активности, где сталкиваются или разрываются тектонические плиты.

Именно поэтому наиболее перспективные геотермальные ресурсы находятся в зонах вулканической активности. Чем выше геотермический градиент, тем дешевле обходится добыча тепла, за счет уменьшения расходов на бурение и качание.

В наиболее благоприятных случаях, градиент может быть настолько высок, что поверхностные воды нагреваются до нужной температуры. Примером таких случаев служат гейзеры и горячие источники.

Ниже земной коры находится слой горячего и расплавленного камня называемый магмой. Тепло возникает там, прежде всего, за счет распада природных радиоактивных элементов, таких как уран и калий. Энергетический потенциал тепла на глубине 10 000 метров в 50 000 раз больше энергии, чем все мировые запасы нефти и газа.

Зоны наивысших подземных температур находятся в регионах с активными и молодыми вулканами. Такие «горячие точки» находятся на границах тектонических плит или в местах, где кора настолько тонка, что пропускает тепло магмы. Множество горячих точек находится в зоне Тихоокеанского кольца, которое еще называют «огненное кольцо» из-за большого количества вулканов.

Геотермальные электростанции —  способы использования геотермальной энергии

Существует два основных способа использования геотермальной энергии: прямое использование тепла и производство электроэнергии. Прямое использование тепла является наиболее простым и поэтому наиболее распространенным способом. Практика прямого использования тепла широко распространенна в высоких широтах на границах тектонических плит, например в Исландии и Японии.

Водопровод в таких случаях монтируется непосредственно в глубинные скважины. Получаемая горячая вода применяется для подогрева дорог, сушки одежды и обогрева теплиц и жилых строений. Способ производства электричества из геотермальной энергии очень похож на способ прямого использования. Единственным отличием является необходимость в более высокой температуре (более 150 0С).

В Калифорнии, Неваде и некоторых других местах геотермальная энергия используется на больших электростанциях, Так, в Калифорнии около 5% электричества вырабатывается за счет геотермальной энергии, в Сальвадоре геотермальная энергия производит около 1/3 электроэнергии. В Айдахо и Исландии геотермальное тепло используется в различных сферах, в том числе и для обогрева жилья. В тысячах домах геотермальные тепловые насосы используются для получения экологически чистого и недорогого тепла.

Геотермальные электростанции —  источники геотермальной энергии

Сухая нагретая порода – Для того, чтобы использовать энергию в геотермальных электростанциях, содержащуюся в сухой скальной породе, воду при высоком давлении закачивают в породу. Таким образом, расширяются существующие в породе изломы, и создается подземный резервуар пара или горячей воды.

Магма – расплавленная масса, образующаяся под корой Земли. Температура магмы достигает 1 200 0С. Несмотря на то, что небольшие объемы магмы находятся на доступных глубинах, практические методы получения энергии из магмы находятся на стадии разработки.

Горячие, находящиеся под давлением, подземные воды, содержащие растворенный метан. В производстве электроэнергии используются и тепло, и газ.

Геотермальные электростанции — принципы работы

В настоящее время существует три схемы производства электроэнергии с использованием гидротермальных ресурсов: прямая с использованием сухого пара, непрямая с использованием водяного пара и смешанная схема производства (бинарный цикл). Тип преобразования зависит от состояния среды (пар или вода) и ее температуры. Первыми были освоены электростанции на сухом пару.

Для производства электроэнергии на них пар, поступающий из скважины, пропускается непосредственно через турбину/генератор. Электростанции с непрямым типом производства электроэнергии на сегодняшний день являются самыми распространенными. Они используют горячие подземные воды (температурой до 182 0С) которая закачивается при высоком давлении в генераторные установки на поверхности.

Геотермальные электростанции со смешанной схемой производства отличаются от двух предыдущих типов геотермальных электростанций тем, что пар и вода никогда не вступают в непосредственный контакт с турбиной/генератором.

Геотермальные электростанции, работающие на сухом пару

Паровые электростанции работают преимущественно на гидротермальном пару. Пар поступает непосредственно в турбину, которая питает генератор, производящий электроэнергию.

Использование пара позволяет отказаться от сжигания ископаемого топлива (также отпадает необходимость в транспортировке и хранении топлива). Это старейшие геотермальные электростанции. Первая такая электростанция была построена в Лардерелло (Италия) в 1904 году, она действует и в настоящее время.

Паровая технология используется на электростанции «Гейзерс» в Северной Калифорнии – это самая крупная геотермальная электростанция в мире.

Геотермальные электростанции на парогидротермах

Для производства электричества на таких заводах используются перегретые гидротермы (температура выше 182 °С). Гидротермальный раствор нагнетается в испаритель для снижения давления, из-за этого часть раствора очень быстро выпаривается. Полученный пар приводит в действие турбину. Если в резервуаре остается жидкость, то ее можно выпарить в следующем испарителе для получения еще большей мощности.

Геотермальные электростанции с бинарным циклом производства электроэнергии

Большинство геотермальных районов содержат воду умеренных температур (ниже 200 0С). На электростанциях с бинарным циклом производства эта вода используется для получения энергии. Горячая геотермальные вода и вторая, дополнительная жидкость с более низкой точкой кипения, чем у воды, пропускаются через теплообменник.

Тепло геотермальной воды выпаривает вторую жидкость, пары которой приводят в действие турбины. Так как это замкнутая система, выбросы в атмосферу практически отсутствуют.

Воды умеренной температуры являются наиболее распространенным геотермальным ресурсом, поэтому большинство геотермальных электростанций будущего будут работать на этом принципе.

Геотермальная энергетика в России

4 ноября 2013

В настоящее время мировыми лидерами в получении энергии из земных недр являются Соединенные Штаты Америки, Филиппины, Мексика, Индонезия, Италия, Япония, Новая Зеландия и Исландия. Но и Россия не стоит в стороне. Мутновская геотермальная электростанция на Камчатке – один из ярких примеров преобразования глубинного тепла Земли в электрическую энергию в России.

Геотермальная энергетика – самая перспективная отрасль энергетики, особенно это касается России. Согласно прогнозам специалистов объемы энергии тепла Земли, сконцентрированная под толщей земной коры в 10 км, в 50 тысяч раз превышают объемы энергии всех мировых запасов углеводородов – нефти и природного газа.

Геотермальные источники

Электростанции такого плана, как правило, возводятся в вулканических районах той или иной страны. При соприкосновении лавы вулканов с водными ресурсами происходит интенсивный нагрев воды, в результате чего в местах разлома тектонических плит, где земная кора наиболее тонка, горячая вода вырывается на поверхность земли в виде гейзеров, образуя горячие геотермальные озера или подводные течения.

Благодаря таким природным явлениям появилась возможность использования их свойств в качестве альтернативного, можно даже сказать, неисчерпаемого источника энергии. К сожалению, такие геотермальные источники распределены по поверхности земного шара неравномерно. Так на сегодняшний день они обнаружены и используются почти в 60-и странах, в основном, в районе Тихоокеанского вулканического кольца, а также в районе Дальнего Востока России.

Кроме открытых источников, добраться до подземной энергии возможно с помощью бурения скважин, причем через каждые 36 метров температура повышается на один градус. Получаемое таким способом тепло в виде горячей воды или пара можно использовать как для производства электрической энергии, для обогрева помещений, а также для производственных нужд, что актуально для России с холодными зимами.

Геотермальные электростанции

Электростанции, в работе которых используется пар, поступающий непосредственно из скважин в турбину генератора, называют станциями прямого типа. Самая первая и простейшая электростанция в мире была создана именно по такому принципу и заработала в 1911 году в итальянском населенном пункте Лардерелло. Жаль, конечно, что не в России. Что интересно, она вырабатывает электроэнергию до сих пор.

Одной из крупнейших электростанций, работающей на основе сухого пара из геотермального источника и в настоящее время, является станция, расположенная в местечке Гейзерс, в штате Северная Калифорния, США.

Наибольшее распространение получили геотермальные электростанции непрямого типа. Принцип работы заключается в подаче подземной горячей воды под высоким давлением в генераторные установки, расположенные на поверхности.

Наиболее экологически чистыми являются геотермальные электростанции смешанного типа. Удачным решением стало то, что кроме подземной воды используют дополнительную жидкость или газ с более низкой точкой кипения. При пропускании через теплообменник, горячая вода преобразует дополнительную жидкость до состояния пара, который приводит в действие турбины.

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Что такое реактивное сопротивление и как оно определяется

Кроме того, такие электростанции способны функционировать при довольно низких температурах подземной воды, от 100 до 190 °С. В ближайшем будущем геотермальные станции такого типа могут стать наиболее востребованными, поскольку большинство геотермальных источников в России имеют температуру воды намного ниже 190 °С.

Менделе́евская ГеоТЭС

Геотермальная электростанция на острове Кунашир близ вулкана Менделеева. Мощность станции — 3,6 МВт. В 2011 году начались работы по модернизации, результатом которой станет достижение мощности в 7,4 МВт. Данная станция предназначена для теплоснабжения и электроснабжения города Южно-Курильска.

Имеющиеся ресурсы Курильских островов могут позволить выработать 230 МВт электроэнергии, что достаточно для удовлетворения всех потребностей региона в тепле, горячем водоснабжении, а самое главное – в энергетике.

О.Баратова

Мощность Паужетской ГеоЭС могут увеличить за счет дублирующих скважин:

Источник: https://altenergiya.ru/termal/geotermalnaya-energetika-v-rossii.html

The Rock

Геотермальные электростанции производят электроэнергию за счет тепловой энергии Земли. Самые крупные ГеоЭС расположены в США и на Филиппинах. Российские геотермальные электростанции расположены на Камчатке и значительно уступают по мощности.

В районах геологической активности вода перегревается выше температуры кипения на относительно небольших глубинах и по трещинам поднимается к поверхности, иногда вырываясь на поверхность гейзерами. Добраться до горячей воды можно и с помощью бурения скважин.

Большинство наиболее активных гейзеров и зон с кипящей водой, разогретой вулканами, находится на границах тектонических плит. Именно в этих районах и развивается наиболее активно геотермальная энергетика.

Красным выделены районы Земли, где столкиваются тектонические плиты. Именно в этих районах наиболее активно развивается геотермальная энергетика

Но геотермальная энергетика может развиваться и в более спокойных тектонических районах. На многих геологически малоактивных территориях есть сравнительно неглубокие пласты с температурой не ниже 100 градусов по Цельсию. В этом случае можно закачивать воду на глубину и потом получать на выходе кипяток и перегретый пар. В силу того что территорий, где возможно создание таких электростанций, значительно больше чей сейсмически активным зон, этот метод считается более перспективным.

Геотермальная энергетика имеет целый ряд преимуществ по сравнению с другими видами возобновляемой энергии: этот источник практически неисчерпаем и бесперебоен. Но первоначальные вложения в строительство геотермальных станций достаточно велики. В последние 10 лет суммарная мощность таких станций растет на 3% в год. На 2005 год двадцать четыре страны мира производили 56,786 ГВт.

The Geysers («Гейзеры»), США

США считается самым крупным производителем геотермальной энергии в мире. Здесь, в штате Калифорния, расположен самый крупный комплекс геотермальных электростанций. Он состоит из 22 отдельных ГеоЭС. Совокупная мощность этого комплекса 725 МВт, таким образом, «Гейзеры» могут обеспечить электроэнергией город размерами с Сан-Франциско. Предполагается, что предельная мощность «Гейзеров» может достигать 1360 МВт.

Makiling Banahaw («Макилинг-Банахау»), Филиппины

Филиппины входят в число крупнейших стран-производителей геотермальной энергии. Так, в 2007 году они занимали второе место в мире, уступая лишь США. В 1984 году на Филиппинских островах начала свою работу геотермальная электростанция «Макилинг-Банахау», мощность которой в тот момент составляла 330 МВт. Считается, что в настоящее время мощность данной электростанции превышает 458 МВт.

Tiwi («Тиви»), Филиппины

В 1982 году на Филиппинских островах была открыта еще одна крупная геотермальная электростанция, получившая название «Тиви». Ее мощность составила превышает 280 МВт и, по некоторым данным, достигает 330 МВт.

Imperial Valley Geothermal Area, США

В штате Калифорния находится долина Империал (Imperial Valley). Здесь расположен комплекс, состоящий из 10 геотермальных электростанций. Его совокупная мощность равна приблизительно 327 МВт.

Navy 1 Geothermal Area, США

Эта еще одна калифорнийская геотермальная электростанция. Она расположена на озере Чайна Лэйк, рядом с военной базой. Ее мощность превышает 270 МВт.

Мутновская геотермальная электростанция, Россия

Мутновская геотермальная электростанция, Камчатка

Российские геотермальные электростанции распложены на Камчатке. Самая крупная из них Мутновская — значительно уступает в размерах и мощности крупнейшим ГеоЭС мира. Ее мощность составляет 80 МВт.

  • Полноценный доступ в Интернет в Северной Кореи практически невозможен, если только вы не партийный босс. По слухам, для высшего руководства КНДР существует специальный спутниковый линк для выхода в сеть.
  • Иранская блогосфера находятся под жестким контролем госструктур: за одно неосторожное слово в сети можно сесть в тюрьму, бесследно исчезнуть, применяется даже высшая мера наказания — сметрная казнь.
  • Пользоваться Интернетом кубинцам не по карману — доступ в глобальную сеть здесь стоит 6 долларов при средней зарплате в 20 долларов.
  • По этой ссылке каждый раз открывается одна из множества статей, которые есть у нас в  «Тексты».

Источник: http://whoyougle.com/texts/geothermal-farms

Геотермальные электростанции: принцип работы, плюсы, минусы

Среди альтернативных источников электроэнергии существуют довольно специфические и экзотические способы ее получения. Кроме солнца и ветра в определенных условиях используется внутренние тепловые запасы планеты, для чего созданы геотермальные электростанции (ГеоЭС или ГеоТЭС).

Их работа основывается на энергии пара, поступающего из поземных емкостей, содержащих горячую воду естественного происхождения. Он обеспечивает вращение турбоустановки, соединенной с электрическим генератором.

В результате на выходе получается электрический ток, распределяемый среди потребителей.

История развития

О практическом использовании геотермальных источников известно очень давно. Кроме обычного купания, эти природные ресурсы применялись в публичных банях в качестве источника тепла и горячей воды еще в 1-м веке нашей эры.

Позднее, уже в 14-м веке, французы изобрели первую систему общего теплоснабжения, использующую геотермальный потенциал.

В промышленности она начала внедряться в 1827 году в Италии, когда под действием пара из вулканических веществ извлекалась борная кислота.

Первая система отопления, основанная только на подземной энергии, разработана в Америке в 1892 году.

Затем в 1926 году Исландия стала использовать гейзеры для отопления сначала тепличных сооружений, а впоследствии – и жилых домов.

В 1852 году был изобретен насос для перемещения тепла, а в 1912 году получен патент на его применение в области добычи и извлечения на поверхность подземного пара. На практике эта идея стала реально возможной лишь в 40-х годах 20 века.

Постепенно дошла очередь и до первой электростанции на подземном тепле, сооруженной в 1960 году в американском штате Калифорния. Ее мощность составила 11 мегаватт, и она стабильно проработала в течение длительного времени. Однако, несмотря на некоторую популярность, широкого распространения эти установки сразу не получили. Лишь когда в 1979 году были изобретены полибутиленовые трубы, геотермальная энергия стала значительно эффективнее в области ее практического использования.

В дальнейшем технологии постоянно развивались и в 1967 году в СССР была построена первая станция с двойным рабочим циклом, использующая для получения электричества более низкие температуры, чем обычно. Такая же установка, сооруженная в 2006 году на Аляске, вырабатывает потенциал с использованием воды, нагретой лишь до 57 градусов.

От подземного тепла до электричества

Для добычи геотермальной энергии задействуется естественное тепло, производимое в глубине земных недр. Подобраться к таким источникам на нужное расстояние возможно по специальным шахтам или скважинам. По мере бурения наблюдается возрастание геотермического градиента на 1С при прохождении точного расстояния в 36 метров. Тепло, извлеченное наверх, представляет собой воду, нагретую почти до кипения или пар.

Полученная этим способом тепловая энергия применяется напрямую в отоплении зданий или при помощи специального оборудования превращается в электроэнергию. Районы, пригодные для получения термальной энергии, есть во многих местах земного шара.

Проведенные исследования показали, что в центральной точке планеты температура ядра составляет примерно 6650С и выше. Постепенно происходит остывание в среднем темпе в 300-350С каждый миллиард лет.

В мантии и ядре содержится примерно 98% тепловой энергии, и лишь 2% приходится на слой земной коры. Однако даже эта незначительная доля способна обеспечивать потребности людей в течение длительного времени.

Идеальными местами под геотермальные станции считаются места в районе стыков между континентальными плитами, поскольку толщина коры здесь значительно меньше.

Известно, что с повышением глубины скважины пропорционально возрастает и температура. Однако, существует немало мест, где она поднимается значительно быстрее. Это участки с высокой сейсмической активностью, проявляющейся при столкновениях или разрывах тектонических плит. Именно здесь намного проще добывать тепловые ресурсы, отличающиеся повышенным геотермическим градиентом. Такая энергия получается более дешевой из-за сокращения затрат на бурильные и насосные работы.

Иногда вода выходит прямо на поверхность, сразу оказывается нагретой до требуемых параметров, как это случается с гейзерами. Именно в этих точках прежде всего возводятся электроустановки, функционирующие на бесплатной тепловой энергии.

Использование подземного потенциала в реальных условиях

Во многих случаях подземная энергия применяется в двух видах.

  1. Первый вариант – это непосредственная подача тепла в отопительные системы и устройства подогрева горячей воды. Этот способ хорошо зарекомендовал себя в районах высоких широт, в точках, где тектонические плиты смыкаются друг с другом. Вода закачивается в трубы напрямую из глубинных скважин и служит для обогрева объектов.
  2. Второй вариант схематично практически не отличается от первого, только для производства электроэнергии требуется повышенная температура – от 150С. Это основные преимущества геотермальных электростанций.

В качестве живых примеров можно привести американские штаты Калифорнию и Неваду, где за счет подземного тепла снабжаются энергией большие электростанции. В Калифорнии на долю подобных установок в общей массе приходится 5%. В Сальвадоре геотермальными источниками производится свыше 30% электричества. В частных домах этих регионов широко используется экологически чистая и дешевая тепловая энергия.

Способы получения подземной тепловой энергии:

  • Из сухой породы в разогретом состоянии. В естественные резервуары, состоящие из сухих твердых материалов, под высоким давлением закачивается вода. Она увлажняет поры и трещины, увеличивает имеющиеся разломы, после чего нагревается и становится паром или горячей водой.
  • Магма. Находится под землей в виде расплавленной массы, нагретой до температуры 1200С. Довольно редко она в небольших объемах подходит совсем близко к поверхности и располагается на доступных глубинах. В данный момент возможные методы использования магмы как источника бесплатного тепла разрабатываются лишь в теории и на уровне отдельных экспериментов.
  • Горячие воды. Испытывают постоянное давление, располагаются возле поверхности и содержат в своем составе метан в растворенном виде. В данном варианте электроэнергия производится при помощи не только тепла, но и газа.

Монокристаллические и поликристаллические солнечные батареи

Как действуют геотермальные установки

В получении электроэнергии при помощи подземного тепла используются три наиболее распространенных варианта.

  1. Прямая схема, где работает пар в сухом виде;
  2. Непрямая, в которой задействованы свойства водяного пара;
  3. Бинарная (смешанная).

Конкретный вариант зависит от того, в каком состоянии находится геотермальная среда – водяном или паровом. Учитываются и температурные показатели. В своем первоначальном виде электростанции работали по первой схеме, когда добытый пар подается напрямую внутрь турбины.

Однако, чаще всего стал использоваться второй вариант непрямого действия, когда закачка жидкости производится под повышенным давлением в резервуары генераторных агрегатов, установленных на поверхности. В данной схеме отсутствует непосредственный контакт пара, воды и турбин с генераторами.

Каждый способ следует рассмотреть подробнее.

Многие установки пользуются в своей работе гидротермальным сухим паром (рис. 1). Его движение осуществляется напрямую внутрь турбины, соединенной с электрическим генератором. Горячий пар используется вместо обычных видов твердого и жидкого топлива, поэтому данная технология используется до сих пор, хотя она и несколько устарела.

Более прогрессивным считается вариант на парогидротермах (рис. 2) с непрямым действием. Нагрев гидротермального раствора производится до температуры от 182 градусов и выше. Он нагнетается в специальный испаритель и под образовавшимся давлением выполняется его быстрое выпаривание. Под влиянием образовавшегося пара турбинный вал приводится в действие. Жидкость, оставшаяся в емкости, может быть выпарена в другом испарительном устройстве, что дает возможность повысить мощность установки.

В большинстве районов с горячими источниками тепла температура воды довольно умеренная и не превышает 200С, а зачастую она значительно ниже. Такая вода применяется в оборудовании с бинарным циклом и оказывается вполне пригодной для выработки электроэнергии.

В данной ситуации принцип работы геотермальной электростанции следующий: помимо воды в системе применяется еще одна, специальная жидкость, с более низкой точкой кипения. Они обе проходят внутри теплообменника, где нагретая подземная вода превращает в пар другую жидкость.

Полученный за счет этого пар, попадает в турбину и начинает вращать лопатки.

Данная система функционирует полностью в замкнутом цикле, поэтому каких-либо ядовитых выбросов в окружающую среду практически нет. Так как вода с умеренной температурой обычно встречается в горячих источниках, то в перспективе большинство электроустановок будет переведено на этот рабочий режим.

В дальнейшем планируется использовать и другие геотермальные ресурсы. Горячая вода и пар составляют лишь незначительную часть от общих резервов. Практически неиссякаемые энергетические источники будут обеспечены за счет сухих твердых пород и магмы. В данное время ведутся практические разработки, нацеленные на снижение стоимости получения геотермального электричества.

Двигатель на неодимовых магнитах

Геотермальные установки в России

На территории Российской Федерации располагается немало районов с активной вулканической деятельностью. В основном, это Дальний Восток, Камчатка, Сахалин и Курильские острова. Именно в этих местах в разное время были построены геотермальные электростанции. Рассмотрим наиболее известные станции.

Паужетская ГеоТЭС

Первая в России электростанция такого типа была построена в 1966 году. Основной целью установки стало обеспечение электричеством населенных пунктов и рыбоперерабатывающих предприятий. Местом расположения был определен западный берег Камчатского полуострова, рядом с селом Паужетка и вулканом Камбальным.

При запуске станция выдавала установленную мощность в 5 мегаватт, а к 2011 году этот показатель был увеличен до 12 МВт. В последнее время ведутся работы по реализации проекта с бинарным энергоблоком, созданным российскими инженерами. Это позволит увеличить мощность станции до 17 МВт и улучшить экологическую обстановку за счет сокращения выбросов отработанных материалов.

Верхне-Мутновская ГТЭС (опытно-промышленная)

Располагается в юго-восточной части Камчатки непосредственно на вулкане Мутновский. Высота над уровнем моря составляет 780 м. Окончание строительства и ввод в эксплуатацию – 1999 год. Оборудована тремя энергоблоками по 4 мегаватта, общая мощность станции – 12 МВт.

Рядом расположена еще одна, более современная установка, введенная в строй в 2003 году. Показатель установленной мощности – 50 МВт, планируется довести до 80 МВт. Обслуживание объекта выполняется полностью в автоматическом режиме. За счет обеих станций на Камчатке значительно снизилась зависимость от привозного топлива. Две геотермальные электростанции производят примерно 30% всей электроэнергии полуострова.

Станция Океанская

Расположена на Курильском острове Итуруп, введена в строй в 2006 году. Производительность – 2,5 МВт.

Станция Менделеевская

Находится на Курильском острове – Кунашире, неподалеку от вулкана Менделеева. Производительность составляет 3,6 Мвт, после модернизации она возрастет до 7,4 МВт.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Электрогенератор
Как влияет конденсатор на напряжение

Закрыть