Геотермальна енергія та її використання. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Альтернативні джерела енергії

 Коментарі до статті

В Україні значні запаси термальних вод є на Закарпатті, Прикарпатті, Криму та інших регіонах. Їх уже сьогодні рентабельно використовувати не лише для теплопостачання споживачів, а й для електроенергії. Ціни на енергоносії та перспективи їх збільшення роблять економічно вигідним будівництво геотермальних електростанцій у зазначених регіонах у найближчому майбутньому.

Геотермальна енергія - один із перспективних видів енергії, тому її давно і широко використовують Ісландія, США, Нова Зеландія, Франція, Угорщина та багато інших країн. У Франції 70 геотермальних установок забезпечують теплом 800 тисяч осіб населення.

Геотермальні води характеризуються багатьма факторами, зокрема, за температурою їх ділять на слаботермальні (до 40 ° С), високотермальні (60-100 ° С), перегріті (понад 100 ° С). Вони різняться і з мінералізації, кислотності, газового складу, тиску, глибини залягання.

Найпростішим і найекономічнішим рішенням є безпосереднє використання геотермальних вод споживачами: не потрібно ставити додаткові теплообмінники та економиться вода. Але цей спосіб придатний тоді, коли вода відповідає стандарту питної. Гаряча вода із свердловини попередньо збирається в резервуар, з якого подається споживачам насосами. Регулює відпуск тепла в системі опалення за допомогою регуляторів опалення. При температурі 50-70 ° С збільшують площу обігрівальних приладів. Відпрацьовану воду у цій схемі можна спускати у довкілля без очищення - вона відповідає санітарним нормам.

На малюнку показано схему обігріву за допомогою геотермального джерела, де 1 - джерело гарячої води; 2 – водорозбірні крани; 3 – збірний бак; 4 - спускач повітря; 5 – обігрівальні прилади; 6 – додатковий підігрівач; 7 – регулятор витрати води; 8 – насос подачі; 9 - насос, що змішує; 10 – підйомник.

Найперспективнішим способом відбору глибинного тепла є створення підземних систем циркуляції з повним чи частковим поверненням відпрацьованої води у продуктивні пласти. Ці системи запобігають виснаженню запасів геотермальних вод, підтримують гідравлічну рівновагу в підземних шарах, не забруднюють довкілля у місцях розташування геотермальних об'єктів.

Для покращення енергопостачання у Криму заплановано будівництво геотермальних електростанцій потужністю по 6 МВт у західній частині півострова, де на глибині 4 км є вода з температурою 250°С, загальна потужність становитиме майже 100 МВт. Значні запаси геотермальної енергії є на Закарпатті. Прогнозований забір термальних вод тут становитиме 15 млн. м3 на рік. Глибина залягання запасів термальних вод від 1200 до 2000 м. На сьогодні у Берегові використовують дві свердловини глибиною 800 і 970 м з виходом мінеральної води температурою +58°С.

У Закарпатті є унікальне місце площею 30 км2 у районі с.Залуж із температурою до +200°С на глибині 4 км. Ще у 70-ті роки інститутом "Атомтеплоелектропроект" розроблено економічне обґрунтування геотермальної електростанції потужністю до 10 МВт із перспективою її розширення. Вартість 1 кВт настановної потужності становить 800-900 дол. США. За сучасних цін на енергоресурси вартість електроенергії, виробленої на такій електростанції, буде в 1,2-1,5 рази нижчою, ніж на тепловій електростанції такої ж потужності, що працює на вугіллі. При використанні теплових відходів для теплопостачання рентабельність зростає вдвічі. Відпрацьована термальна вода закачується у підземні горизонти, що забезпечує екологічну чистоту району.

З поглибленням у землю температура ґрунту в середніх широтах на глибині 3-5 м становить 10-13 ° С і вище. Використання цього виду геотермальної енергії широко практикується у США та країнах Західної Європи для опалення будинків, виробничих приміщень, тваринницьких ферм за допомогою теплообмінників та теплонасосних установок. Це дозволяє економити до 50-70% тепла, необхідного для створення оптимального температурного режиму в приміщеннях. Для роботи цієї системи зовнішнє повітря подається в повітропроводи, розташовані на глибині 3 м, а потім у приміщення. Взимку повітря під землею нагрівається, а влітку охолоджується. Така система вентиляції була вперше змонтована в США в 1977 р. для створення мікроклімату в свинарнику площею 7,2 х15 м. Теплообмінник складається з 12 повітроводів завдовжки 30 м, заглиблених у землю біля свинарника на 3 м.

Вертикальні повітрозабірники піднімаються на 1,5 м-коду над поверхнею землі. Горизонтальні димарі мають нахил у бік вертикальної камери, де знаходиться місце збору конденсату. Взимку повітря в приміщенні нагрівають до +25°З температурі зовні -28°С, а влітку охолоджують до +14°З температурі зовні +35°С.

В Австрії експлуатується геотермальна система, яка складається з двох повітрозабірних вертикальних повітроводів та 20 підземних пластмасових повітроводів завдовжки 35 м та діаметром 200 мм. Максимальна подача повітря – 10000 м3/год. Впродовж року температура у тваринницьких приміщеннях підтримується +15-21°С. Такі геотермальні системи окупаються протягом 3-5 років.

У німецькому м. Кохен реалізовано проект найбільшої в Європі теплової помпи з підземними зондами, яка забезпечує тепловою енергією 35 кімнат у трьох будинках. Через зонди, заглиблені в землю на 98 м, прокачується холодна вода, яка нагрівається до температури ґрунту. Теплові помпи дозволяють підвищувати температуру води до +50°С і повертають корисну енергію в 3 рази більше витраченої.

За прогнозами Інституту технічної теплофізики НАН України, щодобові експлуатаційні можливості семи геотермальних площ Закарпаття становлять 239,4 тис. м3 термальних вод температурою +60°С, що дозволяє на їх основі отримати енергетичну потужність 492,6 МВт.

Показники ефективності геотермальних установок перевищують теплові та атомні, і за чинних тарифів на тепло- та електроенергію такі установки найближчим часом можуть розвиватися за рахунок самофінансування. Повністю освоєно технологію геотермального теплопостачання населених пунктів, сільськогосподарських об'єктів та невеликих підприємств.

Дивіться інші статті розділу Альтернативні джерела енергії.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Загроза космічного сміття для магнітного поля Землі 01.05.2024

Все частіше ми чуємо про збільшення кількості космічного сміття, що оточує нашу планету. Однак не тільки активні супутники та космічні апарати сприяють цій проблемі, а й уламки старих місій. Зростання кількості супутників, які запускає компанії, як SpaceX, створює не тільки можливості для розвитку інтернету, але й серйозні загрози для космічної безпеки. Експерти тепер звертають увагу на потенційні наслідки для магнітного поля Землі. Доктор Джонатан Макдауелл з Гарвард-Смітсонівського центру астрофізики підкреслює, що компанії стрімко розвертають супутникові констеляції, і кількість супутників може зрости до 100 000 наступного десятиліття. Швидкий розвиток цих космічних армад супутників може призвести до забруднення плазмового середовища Землі небезпечними уламками та загрози стійкості магнітосфери. Металеві уламки від використаних ракет можуть порушити іоносферу та магнітосферу. Обидві ці системи відіграють ключову роль у захисті атмосфери і підтримують ...>>

Застигання сипких речовин 30.04.2024

У світі науки існує досить загадок, і однією з них є дивна поведінка сипких матеріалів. Вони можуть поводитися як тверде тіло, але раптово перетворюватися на текучу рідину. Цей феномен став об'єктом уваги багатьох дослідників, і, можливо, нарешті ми наближаємося до розгадки цієї загадки. Уявіть собі пісок у пісочному годиннику. Зазвичай він тече вільно, але в деяких випадках його частинки починають застрягати, перетворюючись з рідкого стану на тверде. Цей перехід має важливе значення для багатьох областей, починаючи від виробництва ліків та закінчуючи будівництвом. Дослідники зі США спробували описати цей феномен і наблизитися до його розуміння. У ході дослідження вчені провели моделювання в лабораторії, використовуючи дані про пакети полістиролових кульок. Вони виявили, що вібрації усередині цих комплектів мають певні частоти, що означає, що через матеріал можуть поширюватись лише певні типи вібрацій. Отримані ...>>

Випадкова новина з Архіву Голографічний дисплей для мобільних пристроїв 26.04.2015 Вчені з Технологічного університету Суінберна в Мельбурні за підтримки наукових фондів з Австралії та Китаю розробили технологію, яка дозволяє відображати голограму на екрані мобільного пристрою. Щоб бачити такі зображення, додаткові пристрої, такі як стереоокуляри, не потрібні. Технологія заснована на голографічному методі, розробленому угорським фізиком Деннісом Габором (Dennis Gabor), який 1971 р. отримав Нобелівську премію за свій винахід. Метод полягає у записі та відображенні не тільки амплітуди світлових хвиль, відображених від об'єктів (як у фотографії), але й фаз цих хвиль за допомогою лазера. Щоб відтворити цей метод у мобільному дисплеї, дослідники запропонували скористатися перспективним у напівпровідниковій промисловості матеріалом під назвою графен. Як з'ясували вчені, цей матеріал здатний заломлювати світло, що проходить через нього, під різними кутами і відтворювати записане тривимірне зображення з кутом огляду до 52 градусів. "Якщо ви можете заломлювати світло, ви можете створювати масу оптичних ефектів, - пояснив директор центру досліджень в області фотоніки при Технологічному університеті Суінберна Мін Гу (Min Gu). - Наша технологія дозволяє створювати маленькі та універсальні деталі для управління світлом. І створювати дисплеї для смартфонів та планшетів з широким кутом огляду зображення. Нова технологія, за словами дослідників, також може знайти застосування у військовій промисловості, медичній діагностиці, дистанційній освіті та індустрії розваг. Створенням голографічних зображень, що не вимагають спеціальних пристроїв для їх перегляду, займається безліч дослідників у всьому світі. Так, влітку 2014 р. систему для виведення зображень, що висять у повітрі, як голограми у "Зоряних війнах", представили конструктори із Шотландії. Принцип роботи системи шотландських конструкторів та дослідників з Австралії відрізняється. У встановленні шотландських конструкторів немає голографічний принцип. Крім того, сама установка має великі розміри і вмістити її в мобільний пристрій неможливо. Дослідники ж з Австралії стверджують, що "графеновим екраном" можна оснастити пристрій практично будь-якого розміру, аж до "розумного годинника". Також можна зустріти роботи зі створення рідкокристалічних фазових модуляторів для виведення тривимірних зображень у мобільних пристроях, проте вони дозволяють розглядати зображення лише в межах кількох кутів.

Інші цікаві новини:

▪ Магнітне мило знищує нафтові плями

▪ Видобуток платини на астероїдах

▪ Безпечні квантові цифрові платежі

▪ Моральність, благодійність та релігія

▪ Розумні городяни щасливіші на самоті

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Досліди з хімії. Добірка статей

▪ стаття Що цей сон означає? Крилатий вислів

▪ стаття Економіка та фінанси. Велика енциклопедія для дітей та дорослих

▪ стаття Багатоцільовий насос автомобіліста. Особистий транспорт

▪ Авто 400. Автомобільний підсилювач на мікросхемі STK4048XI. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Феноменальна пам'ять. Секрет фокусу

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024