Геотермальная энергетика. Практическое использование геотермальных вод. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Альтернативные источники энергии

 Комментарии к статье

Геотермальные воды и парогидротермы являются специфическими, отличными от традиционных теплоносителей, что необходимо учитывать при разработке систем геотермального теплоснабжения и выработки электроэнергии на ГеоТЭС. Попытки рассматривать термальную воду и парогидротермы в качестве обычного теплоносителя, как свидетельствует практика, заканчивались либо неудачей, либо приводили к нежелательным решениям. Широкое использование геотермального теплоносителя невозможно без анализа и учета его специфических особенностей.

Специфика геотермальных вод заключается в следующем:

• одноразовость использования в системе теплоноснабжения;
• постоянная температура в течение отопительного сезона;
• агрессивность, в связи с чем, необходимо предусматривать защиту от коррозии и образования осадков в металлических трубопроводах и нагревательных приборах;
• сравнительно низкая температура;
• необходимость сброса.

Использование парогидротерм для ГеоТЭС в отличие от традиционного пара, используемого на электростанциях, требует применения дополнительного оборудования - сепараторов для очистки от мелких частиц горных пород, а также антикоррозийной защиты трубопроводов и паропроводов.

Технические требования, предъявляемые к геотермальным ресурсам, могут быть различными в зависимости от сферы их использования - выработка электроэнергии, теплоснабжение (отопление и горячее водоснабжение), техническое водоснабжение, извлечение химических элементов и т. д. В свою очередь, области применения и эффективность использования геотермальных вод, того, или иного месторождения зависят, от их энергетического потенциала, общего запаса и дебита скважин, химического состава, минерализации и агрессивности вод, наличия потребителя и его удаленности, температурного и гидравлического режима скважин, глубины залегания водоносных горизонтов и их характеристики и некоторых других факторов.

Как показывает опыт, в большинстве случаев наиболее эффективной областью применения геотермальных вод является отопление, горячее и техническое водоснабжение промышленных, гражданских, коммунальных и сельскохозяйственных объектов.

Анализ вышеизложенных факторов помогает уже на начальной стадии проектирования принимать решение о целесообразности геотермального теплоснабжения, а также классифицировать геотермальные месторождения по температуре, степени водоотдачи водоносных горизонтов, химическому составу, газовой насыщенности, степени минерализации и характеру применения теплоносителя.

По степени водоотдачи геотермальные скважины разделяются на высокодебитные (1700 м /сут и более), среднедебитные (400 - 1700 м3/сут) и малодебитные (менее 400 м3/сут).

По степени минерализации подразделяются на пресные (до 1 г/дм3), слабосолоноватые (1 - 3 г/дм3), солоноватые (3 - 5 г/дм3), сильносолоноватые (5 - 10 г/дм3), слабосоленые (10 - 20 г/дм3), соленые (20 - 35 г/дм3), сильносоленые (35 - 50 г/дм3), слабые рассолы (50 - 75 г/дм3), рассолы (75 - 100 г/дм3), крепкие рассолы (более 100 г/дм3).

По химическому признаку выделяется четыре типа вод: гидрокарбонатные натриевые, сульфатные натриевые, хлормагниевые и хлоркальциевые, хлорнатриевые.

По газовому составу подразделяются на агрессивные (углекислые и сероводородные) или нейтральные (азотные и метановые).

По тепловому потенциалу - на перегретые (более 100°C), высоко термальные (60 - 100°C), термальные (40 - 60°C), слаботермальные (до 40°C).

Все вышеперечисленные показатели должны учитываться при выборе схемы или системы теплоснабжения. На начальной стадии проектирования желательно решить:

• можно ли термальные воды данного химического и газового состава и минерализации непосредственно подавать в системы отопления, горячего и технического водоснабжения;
• можно ли данные геотермальные воды подвергать догреву;
• какие устройства могут быть использованы для преобразования энергетического потенциала геотермальных вод;
• какова необходимость методов водоподготовки.

Улучшение технико-экономических показателей теплоэнергетического использования геотермальных вод требует применения различных технических приспособлений и агрегатов, использующих органическое топливо, электроэнергию, химические вещества, как в сфере получения этих вод, так и в сфере использования и утилизации. К таким агрегатам относятся, например, пиковые котельные, теплообменники, артезианские, сетевые насосы, тепловые насосы и т. д. Поэтому чтобы оценить получаемую и используемую энергию геотермальных вод, целесообразно воспользоваться общим термодинамическим методом анализа - электрическим методом, позволяющим оценить работоспособность энергии в соответствии со вторым началом термодинамики.

Экономичность применения геотермальных вод в решающей степени зависит от степени использования их теплового потенциала и равномерности расходования расчетного дебита скважин. В традиционных системах теплоснабжения неиспользованная вода возвращается в котельную (ТЭЦ) для восстановления первоначальных параметров. При этом требуется меньше топлива. В геотермальных системах теплоснабжения тепловой потенциал, не использованный потребителем, теряется безвозвратно. При одном и том же дебите (при одинаковых затратах на бурение и эксплуатацию скважин) можно обеспечить теплом различное количество потребителей в зависимости от конечной температуры направляемой на сброс термальной воды.

Максимальный энергетический эффект (экономия топлива) достигается созданием специальных систем отопления с повышенным перепадом температур, использованием пикового догрева (вспомогательной - пиковой котельной) или тепловых насосов, разработкой комплексных схем геотермального теплоснабжения с набором последовательных потребителей (в том числе сезонных).

В зависимости от минерализации и химического состава возможны три способа использования термальных вод в системах теплоснабжения:

•  с предварительной подготовкой воды;
•  с применением промежуточных теплообменников;
•  с непосредственной подачей термальной воды в систему теплоснабжения.

Наиболее прост и экономичен последний способ. Однако он далеко не всегда осуществим, но, тем не менее, используется на большинстве месторождений.

При разработке геотермальных систем теплоснабжения необходимо обеспечивать максимальное значение коэффициентов эффективности использования термоводозабора при одновременном минимальном удельном расходе термальной воды на единицу расчетной тепловой энергии. Его значение колеблется в следующих пределах: отопление 0,05 - 0,34; вентиляция 0,15 - 0,45; горячее водоснабжение 0,70 - 0,92. Из этого следует, что наиболее эффективно использование термальных вод для горячего водоснабжения.

Богатство России может быть приумножено за счет огромный ресурсов тепла Земли, которое находится на глубине от 300 до 2500 м в зоне внутренних разломов земного шара.

В общем плане на электрических геотермальных станциях сегодня в России можно получить около 2 процентов (до 4000 МВт) от общей установленной электрической мощности страны.

Автор: Магомедов А.М.

Смотрите другие статьи раздела Альтернативные источники энергии.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Польза белкового завтрака 14.01.2026

Правильное питание по утрам играет ключевую роль в поддержании здоровья и контроле веса. Многочисленные исследования подтверждают, что состав завтрака может влиять на аппетит в течение всего дня и качество употребляемой пищи. Австралийские ученые провели масштабный эксперимент, который показал, что употребление белковой пищи с утра помогает дольше чувствовать сытость и предотвращает переедание. В исследовании участвовали более 9 тысяч человек среднего возраста 46 лет. В период с 2011 по 2012 год специалисты анализировали рационы респондентов, оценивая долю основных макронутриентов. В среднем участники потребляли 43% углеводов, 31% жиров, 18% белков, 2% клетчатки и 4% алкоголя. Такой рацион позволил ученым проследить взаимосвязь между утренним приемом пищи и пищевым поведением в течение дня. Выяснилось, что участники, чей завтрак содержал недостаточное количество белка, ощущали повышенный аппетит в течение дня. Они ели больше, чем необходимо, и часто выбирали продукты с высоким со ...>>

Технология SmartPower HDR 14.01.2026

Ноутбуки стремительно развиваются в плане графики и мультимедийных возможностей, но яркие дисплеи с высоким динамическим диапазоном (HDR) часто становятся серьезной нагрузкой для аккумуляторов. Длительная работа с видео высокого качества или играми в HDR приводит к быстрой разрядке батареи, что ограничивает мобильность пользователей и снижает комфорт работы. Решить эту проблему призвана новая технология SmartPower HDR, разработанная совместно компаниями Samsung Display и Intel. Суть технологии заключается в динамическом управлении напряжением OLED-панелей. Чипсет ноутбука в реальном времени анализирует пиковую яркость каждого кадра и передает эти данные контроллеру дисплея, который оптимизирует подачу напряжения в зависимости от количества активных пикселей. В отличие от традиционных режимов HDR, где яркость часто фиксируется на максимальном уровне, SmartPower HDR адаптируется к конкретному контенту, что снижает энергопотребление без потери качества изображения. Технология позвол ...>>

Недосып существенно сокращает жизнь 13.01.2026

Сон является одной из самых фундаментальных потребностей человека. Он влияет на обмен веществ, работу сердца и мозга, иммунитет и общее самочувствие. Современный ритм жизни часто заставляет людей жертвовать сном ради работы, учебы или развлечений, но ученые предупреждают: регулярный недосып может иметь далеко идущие последствия для здоровья и долголетия. Исследователи из Орегонского университета здравоохранения и науки пришли к выводу, что сон менее семи часов в сутки связан с сокращением продолжительности жизни. По данным специалистов, хроническая нехватка сна не только вызывает усталость и снижение работоспособности, но и постепенно сказывается на здоровье органов и систем, увеличивая риски развития различных заболеваний. Для анализа ученые использовали обширную национальную базу данных США, сопоставляя показатели ожидаемой продолжительности жизни на уровне штатов с результатами опросов Центров контроля и профилактики заболеваний за период с 2019 по 2025 годы. Они учитывали мно ...>>

Случайная новость из Архива Электронная подпись ДНК 18.10.2016 Создано устройство, которое может сортировать единичные молекулы ДНК в зависимости от их строения. Традиционные манипуляции с ДНК проходили в жидкой среде: копирование молекул, разделение смеси молекул по длине с помощью электрофореза, секвенирование. Потом появилось то, что называют "методы нового поколения", они позволяют работать с единичными молекулами, и готовить растворы уже не требуется. Проходя через нанопористую электропроводящую мембрану, молекула ДНК порождает флуктуации электротока. Их назвали "скуиглс", что можно перевести как "каляки" - кажущиеся случайными линии на графике изменения тока с течением времени. Однако они не случайны: каждой последовательности нуклеотидов соответствуют свои скуиглы. Еще недавно это явление было некой экзотикой, предметом рассуждений теоретиков, а вот теперь специалисты компании "Oxford Nanopore Technologies" воплотили его в реальное портативное устройство для "сухого" секвенирования под названием MinION. Уже создано программное обеспечение для чтения последовательности, а само устройство слетало на МКС, где проверили его работоспособность в условиях микрогравитации. Исследователи из Ноттингемского университета во главе с доктором Мэтью Лузом создали библиотеку подписей, в которой представлено множество интересных для исследователя участков ДНК, - это позволяет распознавать молекулу быстрее, чем она проходит сквозь пору. Сверяясь с библиотекой, молекулы ДНК можно сортировать, отбраковывать, прекращать секвенирование, после того как искомая последовательность нуклеотидов обнаружена - например, подтверждено присутствие болезнетворного микроба в пробе. Доктор Луз надеется, что метод найдет разнообразные приложения, в том числе будет использоваться для точного чтения участков человеческого генома, интересующих врача или ученого.

Другие интересные новости:

▪ Наушники, полностью поглощающие посторонние шумы

▪ 12-нм динамическая оперативная память Samsung

▪ Huawei Ascend P1 - самый тонкий смартфон

▪ PENTAX прекращает производство компактных и зеркальных аналоговых камер

▪ Кошки понимают людей

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Аудио и видеонаблюдение. Подборка статей

▪ статья Генри Менкен. Знаменитые афоризмы

▪ статья Как растут деревья? Подробный ответ

▪ статья Пастернак обыкновенный. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Фронтальная акустика: подиумы. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Фокус с календарем. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026