Геотермальная энергия

Под ней понимают теплоту вулканического пламени и глубоко залегающих горных пород.

Геотермальные ресурсы – это часть тепловой энергии твердой, жидкой и газоподобной фаз земной коры, которую возможно эффективно добывать из недр и использовать для теплоснабжения потребителей или на производство электроэнергии.

Большая часть термальных вод – это твердые и высокоминерализованные воды, которые соответствуют показателям теплофикационных вод (t= 30 – 90^oC). Использование термальных вод в традиционных системах теплоснабжения часто невозможно. Существует также проблема сбрасывания использованной воды, т.к. ее температура относительно высокая (может достигать 60 – 70^oC) и в ней могут содержаться вредные вещества (фенолы).

Геотермальную энергию широко используют для обогрева жилых помещений и теплиц, в промышленных объектах и для лечебных целей.

Находясь под давлением, который выше атмосферного, вода может нагреваться до температуры больше 100^oC и выходить на поверхность в виде пароводяной смеси.

Биоэнергетические установки

Под термином биомасса (БМ) подразумевают углеродосодержащие органические вещества органического и животного происхождения (древесина, солома, перегной и т.д.). Биомасса является четвертым по значению видом топлива. Она эквивалентна 1290 млн т условного топлива и составляет около 15% первичных энергоносителей в мире (в развивающихся странах – до 38%).

По данным ООН, от различных злаковых растений, выращиваемых на планете, каждый год образуется 1,7 млрд т соломы, большая часть которой не используется. Как правило, не используется и 120 млн т отходов после переработки сахарного тростника. Аналогичная картина и со стеблями хлопка. Огромные отходы также от животноводства и птицеводства.

В общем количестве биомассы только 0,5% человек использует для своих нужд. Биомасса является аккумулятором значительного количества энергии и может отдавать ее в случае использования соответствующих биохимических процессов.

По типу энергетических процессов, связанных с переработкой биомассы, различают следующие способы ее использования в энергетике: прямое сжигание для получения тепла, пиролиз, спиртовая ферментация, анаэробное сбраживание.

Прямое сжигание для получения тепла предусматривает такие основные требования к биотопливу: высокая теплота сгорания, низкая влажность и зольность.

Пиролиз – нагревание биомассы до значительных температур без доступа кислорода или с частичным доступом. Полученный при этом горючий газ (в основном Н₂ и СО) имеет теплоту сгорания 4…8 мДж/м².

Спиртовая ферментация – переработка биомассы на этиловый спирт или этанол – жидкое топливо, которое можно использовать вместо бензина.

Анаэробная переработка – процесс, когда биомасса под влиянием отдельных групп микроорганизмов без доступа кислорода распадается на метан (СН₄); углекислый газ (СО₂) и попутные газы. Эта смесь имеет название – биогаз, который имеет высокую температуру сгорания.

Аккумулирование теплоты

Эффективным способом энергосбережения является аккумулирование энергии, особенно в условиях развития альтернативной энергетики на базе возобновляемых источников энергии.

Одной из причин, которая ограничивает использование нетрадиционных источников энергии, является нестабильность их работы. Это особенно касается энергии солнечного излучения, и энергии ветра.

Поэтому, эффективными являются системы аккумулирования энергии, к ним относятся тепловые аккумуляторы (ТА). Назначение теплового аккумулятора (ТА) – обеспечение процессов накопления, сохранения и отдачи теплоты соответственно к требованиям потребителей, определяет его конструктивные особенности и физические процессы, происходящие в теплоаккумулирующем материале.

В зависимости от способа технической реализации, различают ТА с прямым аккумулированием теплоты, - когда аккумулирующий материал является одновременно и теплоносителем; и ТА с непрямым аккумулированием, - в которых процесс происходит в различных теплоаккумулирующих и теплопередающих средах. Используют также системы, которые включают оба типа аккумулирования теплоты.