- •Глава 1. Характеристики возобновляемых источников энергии и основные аспекты их использования в России
- •1.1 Возобновляемые источники энергии
- •1.2 Преимущества возобновляемых источников энергии в сравнении с традиционными
- •1.3 Наиболее распространенные возобновляемые источники энергии
- •1.4 Состояние возобновляемой энергетики в России
- •Глава 2. Энергия Солнца
- •2.1 Способы получения электричества и тепла из солнечного излучения
- •2.2 Практическое использование солнечной энергии
- •2.3 Достоинства и недостатки солнечной энергетики
- •Глава 3. Ветровая энергия
- •3.1 Получение энергии с помощью ветрогенераторов
- •3.2 Типы ветродвигателей
- •3.3 Достоинства и недостатки ветрогенераторов
- •Глава 4. Энергия волн
- •4.1 Характеристики волн
- •4.2 Использование энергии волн
- •4.3 Экологические и экономические вопросы использования волновой энергии
- •Глава 5. Геотермальная энергия
- •5.1 Геотермальные электростанции
- •5.2 Тепловые насосы
- •5.3 Преимущества и недостатки геотермальной энергетики
- •Глава 6. Биогазовая энергетика
- •6.1 Получение биогаза
- •6.2 Сырьё:
- •6.3 Типы биогазовых установок
- •6.4 Достоинства и недостатки биогаза
- •Глава 7. Энергия приливов и отливов
- •7.1 Происхождение и виды приливов
- •7.2 Энергия и мощность прилива
- •7.3 Приливные электростанции
5.1 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 1500С).
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 2000С). 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.