Геотермальная энергия и ее использование. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Альтернативные источники энергии

 Комментарии к статье

В Украине значительные запасы термальных вод есть в Закарпатье, Прикарпатье, Крыму и других регионах. Их уже сегодня рентабельно использовать не только для теплоснабжения потребителей, но и для производства электроэнергии. Цены на энергоносители и перспективы их увеличения делают экономически выгодным строительство геотермальных электростанций в указанных регионах в ближайшем будущем.

Геотермальная энергия - один из перспективных видов энергии, поэтому ее давно и широко используют Исландия, США, Новая Зеландия, Франция, Венгрия и многие другие страны. Во Франции 70 геотермальных установок обеспечивают теплом 800 тыс. человек населения.

Геотермальные воды характеризуются многими факторами, в частности, по температуре их делят на слаботермальные (до 40°С), высокотермальные (60-100°С), перегретые (свыше 100°С). Они различаются и по минерализации, кислотности, газовому составу, давлению, глубине залегания.

Самым простым и экономичным решением является непосредственное использование геотермальных вод потребителями: не нужно ставить дополнительные теплообменники и экономится вода. Но этот способ пригоден тогда, когда вода соответствует стандарту питьевой. Горячая вода из скважины предварительно собирается в резервуар, из которого подается потребителям насосами. Регулируют отпуск тепла в системе отопления с помощью регуляторов отопления. При температуре 50-70°С увеличивают площадь обогревательных приборов. Отработанную воду в этой схеме можно спускать в окружающую среду без очистки - она соответствует санитарным нормам.

На рисунке показана схема обогрева с помощью геотермального источника, где 1 - источник горячей воды; 2 - водоразборные краны; 3 - сборный бак; 4 - спускатель воздуха; 5 - обогревательные приборы; 6 - дополнительный подогреватель; 7 - регулятор расхода воды; 8 - насос подачи; 9 - смешивающий насос; 10 - подъемник.

Самым перспективным способом отбора глубинного тепла является создание подземных систем циркуляции с полным или частичным возвратом отработанной воды в продуктивные пласты. Эти системы предотвращают истощение запасов геотермальных вод, поддерживают гидравлическое равновесие в подземных слоях, не загрязняют окружающую среду в местах расположения геотермальных объектов.

Для улучшения энергоснабжения в Крыму запланировано строительство геотермальных электростанций мощностью по 6 МВт в западной части полуострова, где на глубине 4 км есть вода с температурой 250°С, общая мощность составит почти 100 МВт. Значительные запасы геотермальной энергии есть в Закарпатье. Прогнозированный забор термальных вод здесь составит 15 млн. м3 в год. Глубина залегания запасов термальных вод от 1200 до 2000 м. На сегодня в г.Берегово используют две скважины глубиной 800 и 970 м с выходом минеральной воды температурой +58°С.

В Закарпатье есть уникальное место площадью 30 км2 в районе с.Залуж с температурой до +200°С на глубине 4 км. Еще в 70-е годы институтом "Атомтеплоэлектропроект" разработано экономическое обоснование геотермальной электростанции мощностью до 10 МВт с перспективой ее расширения. Стоимость 1 кВт установочной мощности составляет 800-900 дол. США. При современных ценах на энергоресурсы стоимость электроэнергии, выработанной на такой электростанции, будет в 1,2-1,5 раза ниже, чем на тепловой электростанции такой же мощности, которая работает на угле. При использовании тепловых "отходов" для теплоснабжения рентабельность возрастает вдвое. Отработанная термальная вода закачивается назад в подземные горизонты, что обеспечивает экологическую чистоту района.

С углублением в землю температура грунта в средних широтах на глубине 3-5 м составляет 10-13°С и выше. Использование этого вида геотермальной энергии широко практикуется в США и странах Западной Европы для отопления домов, производственных помещений, животноводческих ферм с помощью теплообменников и теплонасосных установок. Это дает возможность экономить до 50-70% тепла, необходимого для создания оптимального температурного режима в помещениях. Для работы этой системы внешний воздух подается в воздуховоды, расположенные на глубине 3 м, а потом в помещения. Зимой воздух под землей нагревается, а летом охлаждается. Такая система вентиляции была впервые смонтирована в США в 1977 г. для создания микроклимата в свинарнике площадью 7,2х15 м. Теплообменник состоит из 12 воздуховодов длиной 30 м, углубленных в землю возле свинарника на 3 м.

Вертикальные воздухозаборники поднимаются на 1,5 м над поверхностью земли. Горизонтальные воздуховоды имеют наклон в сторону вертикальной камеры, где находится место сбора конденсата. Зимой воздух в помещении нагревают до +25°С при температуре снаружи -28°С, а летом охлаждают до +14°С при температуре снаружи +35°С.

В Австрии эксплуатируется геотермальная система, которая состоит из двух воздухозаборных вертикальных воздуховодов и 20 подземных пластмассовых воздуховодов длиной 35 м и диаметром 200 мм. Максимальная подача воздуха - 10000 м3/ч. На протяжении года температура в животноводческих помещениях поддерживается +15-21°С. Такие геотермальные системы окупаются за 3-5 лет.

В немецком г.Кохен реализован проект наибольшей в Европе тепловой помпы с подземными зондами, которая обеспечивает тепловой энергией 35 комнат в трех домах. Через зонды, углубленные в землю на 98 м прокачивается холодная вода, которая нагревается до температуры грунта. Тепловые помпы позволяют повышать температуру воды до +50°С и возвращают полезной энергии в 3 раза больше затраченной.

По прогнозам Института технической теплофизики НАН Украины ежесуточные эксплуатационные возможности семи геотермальных площадей Закарпатья составляют 239,4 тыс. м3 термальных вод температурой +60°С, что позволяет на их основе получить энергетическую мощность 492,6 МВт.

Показатели эффективности геотермальных установок превышают тепловые и атомные, и при действующих тарифах на тепло- и электроэнергию такие установки в ближайшее время могут развиваться за счет самофинансирования. Полностью освоена технология геотермального теплоснабжения населенных пунктов, сельскохозяйственных объектов и небольших предприятий.

Смотрите другие статьи раздела Альтернативные источники энергии.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Горькие продукты улучшают работу мозга 08.11.2025

Как выяснили японские ученые, горький вкус флаванолов играет важную роль в стимуляции центральной нервной системы. Даже при минимальном усвоении этих веществ организм получает сигнал к повышению активности нейромедиаторов и улучшению когнитивных функций, что делает натуральные продукты с горьким вкусом потенциально полезными для мозга и общей физиологии. В поисках способов улучшить работу мозга ученые все чаще обращаются к натуральным соединениям, содержащимся в привычных продуктах питания. Одним из таких веществ являются флаванолы, присутствующие в какао, красном вине и ягодах. Исследователи из Технологического института Сибаура в Японии выяснили, что горький и вяжущий вкус этих соединений способен активировать мозг через вкусовые рецепторы, способствуя улучшению памяти, внимания и способности к обучению. Ранее было известно, что флаванолы защищают нейроны и поддерживают когнитивные функции, однако их биодоступность - доля вещества, поступающая в кровь - крайне низка. Это вызвал ...>>

Дождевой электрогенератор 08.11.2025

Группа разработчиков Нанкинского университета аэронавтики и астронавтики представила дождевой электрогенератор, который превращает дождевые капли в источник электричества, используя саму воду как структурный и электрический элемент. В отличие от традиционных капельных генераторов, где электричество создается на твердых диэлектрических пленках с металлическими электродами, новое устройство плавает непосредственно на поверхности воды. Вода одновременно выполняет роль опоры и проводника, что позволило снизить вес системы на 80%, а стоимость уменьшить почти наполовину, сохранив при этом мощность до 250 вольт на каждую каплю. "Мы позволили воде одновременно выполнять структурную и электрическую функции, создав легкую, доступную и масштабируемую систему", - объяснил профессор Ванлин Гуо, ведущий автор исследования. Такая концепция открывает путь к созданию гидровольтаических систем, которые могут работать в водоемах без использования суши, дополняя солнечные и ветровые технологии. П ...>>

Климат влияет на длительность беременности 07.11.2025

Беременность традиционно воспринимается как естественный биологический процесс с предсказуемыми сроками, однако современные исследования все чаще доказывают, что на ее продолжительность влияют факторы, выходящие далеко за пределы медицины. Среди них особое место занимают климат и окружающая среда - именно эту взаимосвязь впервые подробно изучили ученые из Университета Кертина в Австралии. Их работа раскрывает, что экстремальные погодные условия способны не только вызывать преждевременные роды, но и, напротив, удлинять срок беременности. Команда исследователей проанализировала данные почти 400 тысяч новорожденных, появившихся на свет в Западной Австралии. Результаты оказались неожиданными: климатические колебания заметно влияли на организм будущих матерей, особенно у тех, кто рожал после 41-й недели беременности. По словам доктора Сильвестра Додзи Ньядана из Школы народного здоровья Университета Кертина, проблема перенашивания долгое время оставалась в тени, хотя ее последствия могут ...>>

Случайная новость из Архива Гибкое композитное волокно для суперконденсаторов 14.07.2025 Проблема хранения и передачи энергии стоит особенно остро в эпоху носимой электроники, электромобилей и дронов. Современные аккумуляторы и суперконденсаторы часто сталкиваются с ограничениями по мощности, гибкости и сроку службы. Однако новое исследование, проведенное совместно учеными из Корейского института науки и технологий (KIST) и Сеульского национального университета, предлагает прорывной подход к решению этих задач. Ключ к инновации - композитные волокна, изготовленные из комбинации однослойных углеродных нанотрубок (CNT) и проводящего полимера полианилина (PANI). Такая структура сочетает в себе уникальные свойства обоих материалов: гибкость, прочность, высокую проводимость и способность к эффективному накоплению и передаче энергии. Как отмечает д-р Бон-Чол Ку, это решение помогает преодолеть слабые места, характерные для традиционных суперконденсаторов. Особенностью новой технологии стало использование полианилина в роли своеобразной "наноглазури", которая равномерно покрывает углеродные нанотрубки. Это обеспечивает не только однородность проводящего слоя, но и защищает материал от деградации в процессе многократной зарядки и разрядки. В результате волокна сохраняют свои свойства даже после 100 тысяч рабочих циклов, демонстрируя надежность и устойчивость. Композитные волокна продемонстрировали впечатляющий баланс между плотностью энергии и мощностью. Обычно эти характеристики находятся в компромиссе, однако здесь удалось достичь высокой производительности по обоим параметрам. Это делает технологию особенно перспективной для применения в высокоэнергетических мобильных устройствах, а также в транспорте нового поколения. Исследователи также решили задачу масштабируемости. Им удалось производить пучки из сотен волокон - до 300 нитей одновременно - без потери функциональности. Такая стабильность при увеличении масштаба открывает путь к промышленному внедрению. Работа по разработке композитных волокон уже запатентована в Корее и США, а следующие этапы будут направлены на создание пленкообразных структур на основе тех же принципов. Такие материалы смогут применяться в гибкой электронике и энергетических устройствах, подстраивающихся под форму тела или поверхности.

Другие интересные новости:

▪ Генератор бесконечной энергии на основе графена

▪ Биологическое время можно определить по анализу крови

▪ Бесшумные наушники Noise Buds VS104 Max TWS

▪ Лунный маяк

▪ Легкое железо флеш-бейнит

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Звонки и аудио-имитаторы. Подборка статей

▪ статья Макс Эрнст. Знаменитые афоризмы

▪ статья Когда впервые стали использовать тутового шелкопряда? Подробный ответ

▪ статья Акушерка. Должностная инструкция

▪ статья КСВ-метр прямого отсчета. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Простой приемник на диапазон 225-400 МГц для радиосвязи воздушных судов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025