Геотермальные энергоустановки

Геотермальные энергоустановки используют экологически чистые технологии выработки электрической и тепловой энергии. Геотермальная электростанция (ГеоТЭС) преобразует внутреннюю энергию перегретой воды или пара, выходящего из недр Земли, в электрическую аналогично ТЭС. Однако ГеоТЭС исключают прямой контакт геотермального рабочего тела с окружающей средой и выбросы парниковых газов в атмосферу.

ГеоТЭС строят в тех районах, где происходит заметная вулканическая деятельность, т.е. слой магмы находится близко к поверхности Земли.

На рис. 3.60 приведена структурная схе­ма геотермальной установки многоцелевого назначения.

Рис.3.60. Структурная схема геотермальной установки:

1 - скважина; 2 - сепаратор; 3 - турбина; 4 - генератор; 5 - мно­гоступенчатый            испаритель мгновенного вскипания; 6 - конденсатор; 7 - выпарной аппарат;        СМПГ - смесь пара и горячей воды (200-300°С); П - пар (150-200°С);                         МР - минерализованный рассол; КР - концентри­рованный рассол; ИВ- испарявшаяся вода; ОпВ - опресненная вода; МВ - минеральные вещества; ОВ - охлаждающая вода

Использование геотермальной энергии сопровождается рядом трудностей. На любом геотермальном месторождении температура флюидов (пара, воды, рассола) ниже, чем пара, вырабатываемого в стандартном котле, поэтому необходимо принимать меры для более эффективного преобразования энергии. Отработанные геотермальные флюиды содержат много растворенных минеральных веществ. Их можно удалить из геотермальной воды, например, в испарителе с мгновенным вскипанием. В таком испарителе минерали­зованную воду нагнетают в камеры с пониженным давлением. Часть воды моментально превращается в пар, а минеральные вещества остаются в концентрированном рассоле.

В настоящее время в мире суммарная установленная мощность ГеоТЭС более 6 ГВт. В России геотермальные месторождения имеются только на Камчатке и Курилах, где они могут обеспечить создание ГеоТЭС суммарной мощностью в 1 ГВт. В 1967 г. на Камчатке была пущена в эксплуатацию первая в России Паужетская ГеоТЭС с мощностью 5 МВт, а с 1982 г. мощность была увеличена до 11 МВт. В 1993 г. на острове Кунашир Курильской гряды вошла в строй ГеоТЭС мощностью 500 кВт, а в 1999 г. состоялся пуск трех энергоблоков по 4 МВт на Верхне-Мутновской ГеоТЭС первой очереди. На этой же ГеоТЭС в 2002 г. был введён первый из двух модульных блоков по 25 МВт.

    3.6.3. Ветроэнергетические установки

Использование ветровой энергии осуществляется с помощью ветроэнергетических установок (ВЭУ). Конструктивно ВЭУ состоит из ветроагрегата (ветродвигатель в комплекте с одной или несколькими рабочими машинами), устройства, аккумулирующего энергию или резервирующего мощность, и систем автоматического управления и регулирования режимов работы установки.

Ветродвигатель – это двигатель, использующий кинетическую энергию ветра для выработки механической энергии. Различают крыльчатые (рис.3.61, а),  карусельные (роторные) (рис.3.61, б) и барабанные (рис.3.61, в) ветродвигатели.  

    Ветроэнергетические установки можно классифицировать:

· по мощности – малые (до 10 кВт), средние (от 10 до 100 кВт), крупные (от 100 до 1000 кВт), сверхкрупные (более 1000 кВт);

· по числу лопастей рабочего колеса – одно-, двух-, трех- и многолопастные;

· по отношению рабочего колеса к направлению воздушного потока – с горизонтальной осью вращения, параллельной воздушному потоку (рис. 3.61, г) или с вертикальной осью вращения, перпендикулярной вектору скорости (ротор Дарье) (рис. 3.61, д).