Սա բարդ կառույց է, որն օգտագործում է երկրի խորը ջերմությունը էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար: Համալիրը, որպես կանոն, ներառում է. Հորատանցքեր, որոնք երկրի մակերես են բերում գոլորշու-ջրային խառնուրդ կամ գերտաքացված գոլորշի ՝ խողովակաշարերի և տարանջատիչ սարքերի համակարգով. գեներատորներ; մեքենայական սենյակ, որտեղ տեղակայված են գոլորշու տուրբիններ, խտացում և այլ տեղադրումներ. տուրբինի կոնդենսատորների հովացման տեխնիկական ջրամատակարարման համակարգ; բարձր լարման էլեկտրական սարքավորումներ: Համար երկրաջերմային էլեկտրակայաններհորերի խորությունը, որպես կանոն, չի գերազանցում 3 կմ-ը: Հետեւաբար, դրանք կարող են տեղադրվել ոչ թե ամենուր, այլ միայն այնտեղ, որտեղ պահանջվող ջերմաստիճանն արդեն առկա է համեմատաբար մակերեսային խորություններում: Սրանք վայրեր են, որտեղ տեկտոնական թիթեղները հանդիպում են, գեյզերներ, սեյսմիկ ակտիվություն ունեցող շրջաններ:Երկրաջերմային էներգիան էական ռեսուրս է հրաբխային ակտիվ տարածքներում, ինչպիսիք են Իսլանդիան և Նոր Zeելանդիան: Որքանով է դա տնտեսապես կենսունակ կախված լինելու այն բանից, թե կոնկրետ որ ջերմաստիճանում է ջուրը տաքանալու: Իր հերթին, դա կախված կլինի նրանից, թե որքանով են տաք ժայռերը և որքան ջուր ենք մղում դրանց: Տաք տարածքում ջուրը մղվում է ջրհորի մեջ, իսկ երբ ճնշման տակ բարձրանում է ու դուրս գալիս մակերես, վերածվում է գոլորշու: Գոլորշին կարող է օգտագործվել տուրբինի գեներատորի համար կամ ջերմափոխանակիչի միջոցով տները տաքացնելու համար: Տուրբինը պտտելու համար նախքան մատակարարումը պետք է մաքրվի գոլորշին:

Երկրաջերմային էներգիան ունի առավելություններ և թերություններ.

Օգուտները :

- շրջակա միջավայրի աղտոտում չկա.

- չկա ջերմոցային ազդեցություն.

- երկրաջերմային էլեկտրակայանը քիչ տեղ է զբաղեցնում.

- վառելիք չի սպառվում.

- շինարարությունից հետո երկրաջերմային էլեկտրակայան , ստացվում է գրեթե անվճար էներգիա:

Առաջանում են հետևյալ թերությունները:

- շինություն երկրաջերմային էլեկտրակայաններ գուցե ոչ ամենուր;

- պահանջվում է համապատասխան տեսակի տաք քարեր, դրանց առկայությունը. հարմար է միայն ժայռի մի տեսակ, որը կարող է հեշտությամբ փորվել:

- վտանգավոր գազերը և օգտակար հանածոները կարող են դուրս գալ երկրի մակերևույթ, և դրանց անվտանգ հեռացման հետ կապված խնդիր կարող է առաջանալ: նորություններ

Երկրաջերմային էներգիայի առավելություններն ու թերությունները

Երկրաջերմային էներգիան միշտ էլ գրավել է մարդկանց ՝ իր օգտակար կիրառմամբ: Երկրաջերմային էներգիայի հիմնական առավելությունը նրա գործնական անսպառությունն է և շրջակա միջավայրի պայմաններից, օրվա և տարվա ժամանակներից լիակատար անկախություն: Երկրաջերմային էներգիան իր «պրոյեկցիան» պարտական ​​է Երկրի շիկացման կենտրոնական միջուկին ՝ ջերմային էներգիայի հսկայական պաշարով: Միայն Երկրի վերին երեք կիլոմետրանոց շերտում է պահվում ջերմային էներգիայի քանակը ՝ համարժեք մոտ 300 միլիարդ տոննա ածուխի էներգիայի: Երկրի կենտրոնական միջուկի շոգը հրաբուխների անցքերով և տաք ջրի և գոլորշու տեսքով ուղիղ ելք ունի դեպի Երկրի մակերևույթ:

Բացի այդ, մագման իր ջերմությունը փոխանցում է ապարներին, և դրանց ջերմաստիճանը բարձրանում է խորության հետ միասին: Առկա տվյալների համաձայն, ocksայռերի ջերմաստիճանը բարձրանում է միջինը 1 ° C յուրաքանչյուր 33 մ խորության վրա (երկրաջերմային աստիճան): Սա նշանակում է, որ 3-4 կմ խորության վրա ջուրը եռում է; իսկ 10-15 կմ խորության վրա ապարների ջերմաստիճանը կարող է հասնել 1OO0-1200 ° C: Բայց երբեմն երկրաջերմային աստիճանը այլ իմաստ ունի, օրինակ ՝ այն վայրում, որտեղ գտնվում են հրաբուխները, ապարների ջերմաստիճանը բարձրանում է 1 ° C- ով յուրաքանչյուր 2-3 մ-ի համար: Հյուսիսային Կովկասի տարածաշրջանում երկրաջերմային աստիճանը 15- 20 մ. Այս օրինակներից կարելի է եզրակացնել, որ երկրաջերմային էներգիայի աղբյուրների համար առկա են զգալի ջերմաստիճանային պայմաններ, որոնք կորոշեն դրա օգտագործման տեխնիկական միջոցները, և որ ջերմաստիճանը երկրաջերմային ջերմությունը բնութագրող հիմնական պարամետրն է:

Երկրի խորքերի ջերմությունը օգտագործելու հետևյալ հիմնական հնարավորությունները կան. Waterուրը կամ ջրի և գոլորշու խառնուրդը, կախված դրանց ջերմաստիճանից, կարող են ուղարկվել տաք ջրամատակարարման և ջեռուցման, էլեկտրաէներգիա արտադրելու կամ միաժամանակ բոլոր երեք նպատակների համար: Մերձ հրաբխային շրջանի և չոր ապարների բարձր ջերմաստիճանը նախընտրելի է օգտագործել էլեկտրաէներգիայի արտադրության և ջերմամատակարարման համար: Կայանի դիզայնը կախված է նրանից, թե երկրաջերմային էներգիայի որ աղբյուրն է օգտագործվում:

Եթե ​​տվյալ տարածաշրջանում կան ստորգետնյա ջերմային ջրերի աղբյուրներ, ապա ցանկալի է դրանք օգտագործել ջերմամատակարարման և տաք ջրամատակարարման համար: Օրինակ, ըստ առկա տվյալների, Արևմտյան Սիբիրում կա 3 միլիոն մ 2 տարածք ունեցող ստորգետնյա ծով `70-9 ° C ջրի ջերմաստիճանով: Ստորգետնյա ջերմային ջրերի մեծ պաշարները գտնվում են Դաղստանում, Հյուսիսային Օսեթիայում, Չեչենո-Ինգուշեթիայում, Կաբարդինո-Բալկարիայում, Անդրկովկասում, Ստավրոպոլի և Կրասնոդարի երկրամասերում, stanազախստանում, Կամչատկայում և Ռուսաստանի մի շարք այլ շրջաններում:

Դաղստանում ջերմային ջրերը երկար ժամանակ օգտագործվել են ջերմամատակարարման համար: 15 տարվա ընթացքում ջերմամատակարարման նպատակով դուրս է մղվել ավելի քան 97 միլիոն մ 3 ջերմային ջուր, ինչը հնարավորություն է տվել խնայել 638 հազար տոննա համարժեք վառելիք:

Մախաչկալայում 24 հազար մ 2 ընդհանուր մակերեսով բնակելի շենքերը ջեռուցվում են ջերմային ջրով, Կիզլյարում ՝ 185 հազար մ 2: Հուսադրող են Վրաստանում ջերմային ջրերի պաշարները, որոնք թույլ են տալիս օրական սպառում 300-350 հազար մ 2 մինչև 80 ° C ջերմաստիճանով: Վրաստանի մայրաքաղաքը գտնվում է ջերմային ջրերի հանքավայրից վեր ՝ մեթան-ազոտ և ջրածնի սուլֆիդային բաղադրությամբ և մինչև 100 ° C ջերմաստիճանով:

Ի՞նչ խնդիրներ են առաջանում ստորգետնյա ջերմային ջրերն օգտագործելիս: Հիմնականը ստորգետնյա ջրատար հորիզոնում կեղտաջրերը կրկին ներարկելու անհրաժեշտությունն է: Theերմային ջրերը պարունակում են մեծ քանակությամբ տարբեր թունավոր մետաղների աղեր (օրինակ ՝ բոր, կապար, ցինկ, կադմիում, մկնդեղ) և քիմիական միացություններ (ամոնիակ, ֆենոլներ), ինչը կանխում է այդ ջրերի արտանետումը մակերևույթի վրա գտնվող բնական ջրային համակարգեր: , Օրինակ ՝ Բոլշեբանի հանքավայրի ջերմային ջրերը (Բաննայա գետի ափին, Պետրոպավլովսկ-Կամչատսկուց 60 կմ հեռավորության վրա) պարունակում են տարբեր աղեր `մինչև 1,5 գ / լ, ֆտորին` մինչև 9 մգ / լ, սիլիցիաթթու `մինչև 300 մգ /: լ Նույն շրջանում գտնվող Պաուժեցկոյի դաշտի ջերմային ջրերը (ջերմաստիճան J44 - 200 ° С, ճնշում հորատանցքում 2-4 ատմ) պարունակում են 1,0-ից 3,4 գ / լ տարբեր աղեր, սիլիցիաթթու `250 մգ / լ, բորաթթու - 15 մգ / լ, լուծված գազեր ՝ ածխաթթու գազ ՝ 500 մգ / լ, ջրածնի սուլֆիդ ՝ 25 մգ / լ, ամոնիակ ՝ 15 մգ / լ: Դաղստանում գտնվող Տարումովսկոյե դաշտի երկրաջերմային ջրերը (ջերմաստիճանը 185 ° C, ճնշումը 150-200 ատմ) պարունակում են մինչև 200 գ / լ աղ և 3,5-4 մ 3 մեթան նորմալ պայմաններում 1 մ 3 ջրի դիմաց:

/ Առավել մեծ հետաքրքրություն են ներկայացնում բարձր ջերմաստիճանի ջերմային ջրերը կամ գոլորշու ելքերը, որոնք կարող են օգտագործվել էլեկտրաէներգիա և ջերմություն արտադրելու համար: Մեր երկրում շահագործման է հանձնվում Պաուժեցկայա երկրաջերմային էլեկտրակայանը (GeoTPP) `11 ՄՎտ տեղադրված էլեկտրական հզորությամբ, որը կառուցվել է 1967 թվականին Կամչատկայում:)

Այնուամենայնիվ, տարածաշրջանի էներգիայի մատակարարման գործում նրա դերն աննշան էր: Բացի այդ, 1967-ին շահագործման հանձնվեց 0,75 ՄՎտ հզորությամբ փորձնական երկրաջերմային էլեկտրակայանը ցածր պոտենցիալ երկրաջերմային դաշտում (ջրի ջերմաստիճանը 80 ° C):

Այսպիսով, երկրաջերմային էներգիայի առավելությունները կարելի է համարել ռեսուրսների գործնական անսպառություն, արտաքին պայմաններից անկախություն, օրվա և տարվա ժամանակը, ջերմային ջրերի ինտեգրված օգտագործման հնարավորությունը ջերմային էներգիայի և բժշկության կարիքների համար: Դրա թերություններն են հանքավայրերի մեծ մասի ջերմային ջրերի հանքայնացումը և թունավոր միացությունների և մետաղների առկայությունը, ինչը շատ դեպքերում բացառում է ջերմային ջրերի բնական ջրամբարների արտանետումը:

Ամեն տարի ածխաջրածնային վառելիքի արդյունահանումը ավելի ու ավելի է բարդանում. «Վերին» պաշարները գործնականում սպառվում են, իսկ խորքային հորերի հորատումը պահանջում է ոչ միայն նոր տեխնոլոգիաներ, այլև զգալի ֆինանսական ներդրումներ: Ըստ այդմ էլեկտրաէներգիան նույնպես թանկանում է, քանի որ այն հիմնականում ձեռք է բերվում ածխաջրածնային վառելիքի վերամշակման միջոցով:

Բացի այդ, արդյունաբերության բացասական ազդեցությունից շրջակա միջավայրը պաշտպանելու խնդիրը գնալով ավելի է կարեւորվում: Եվ դա արդեն ակնհայտ է. Պահպանելով էներգիա արտադրելու ավանդական մեթոդները (ածխաջրածնային վառելիքի օգնությամբ) ՝ մարդկությունը շարժվում է դեպի էներգետիկ ճգնաժամ ՝ բնապահպանական աղետի հետ համատեղ:

Այդ պատճառով այդպիսի կարևորություն են ստանում այն ​​տեխնոլոգիաները, որոնք հնարավորություն են տալիս վերականգնվող աղբյուրներից ջերմություն և էլեկտրաէներգիա ստանալ: Այս տեխնոլոգիաները ներառում են երկրաջերմային էներգիա, որը թույլ է տալիս ստանալ էլեկտրական և (կամ) ջերմային էներգիա ՝ օգտագործելով երկրի ներսում պարունակվող ջերմությունը:

Որոնք են երկրաջերմային էներգիայի աղբյուրները

Որքան խորը հողի մեջ, այնքան տաք: Սա բոլորին հայտնի աքսիոմա է: Երկրի աղիները պարունակում են ջերմության օվկիանոսներ, որոնք մարդը կարող է օգտագործել առանց շրջակա միջավայրի էկոլոգիան խաթարելու: Technologiesամանակակից տեխնոլոգիաները հնարավորություն են տալիս արդյունավետորեն օգտագործել երկրաջերմային էներգիան կամ ուղղակիորեն (ջերմային էներգիա), կամ էլեկտրաէներգիայի վերածվելով (երկրաջերմային էլեկտրակայան):

Երկրաջերմային էներգիայի աղբյուրները դասակարգվում են երկու տեսակի `նավթերմային և հիդրոթերմային: Petrothermal էներգիան հիմնված է մակերեսի և խորության վրա ստորերկրյա ջերմաստիճանի տարբերության օգտագործման վրա, մինչդեռ hydrothermal էներգիան օգտագործում է ստորերկրյա ջրերի բարձրացված ջերմաստիճանը:

Բարձր ջերմաստիճանի չոր ժայռերը ավելի տարածված են, քան տաք ջրի աղբյուրները, բայց դրանց շահագործումը էներգիա ստանալու համար կապված է որոշակի դժվարությունների հետ. Ջուրը պետք է մղել ժայռերի մեջ, այնուհետև ջերմությունը հանվում է բարձր ջերմաստիճանի ապարներում գերտաքացված ջրից: Հիդրոթերմային աղբյուրները անմիջապես «մատակարարում» են գերտաքացվող ջուր, որից կարող եք ջերմություն վերցնել:

Thermalերմային էներգիա ստանալու մեկ այլ տարբերակ ցածր ջերմաստիճանի ջերմության ընտրությունն է մակերեսային խորություններում (ջերմային պոմպեր): Heatերմային պոմպի շահագործման սկզբունքը նույնն է, ինչ ջերմային գոտիներում գործող արդյունաբերական կայանքները, միակ տարբերությունն այն է, որ ցածր տեսակի եռման կետով հատուկ հովացուցիչ նյութ օգտագործվում է որպես հովացուցիչ նյութ այս տեսակի սարքավորումների մեջ, որը թույլ է տալիս ձեռք բերել ջերմային էներգիան ցածր ջերմաստիճանի ջերմությունը վերաբաշխելով ...

Heatերմային պոմպերի օգնությամբ դուք կարող եք էներգիա ստանալ փոքր տների, տնակների ջեռուցման համար: Նման սարքերը գործնականում չեն օգտագործվում ջերմային էներգիայի արդյունաբերական արտադրության համար (համեմատաբար ցածր ջերմաստիճանը խոչընդոտում է արդյունաբերական օգտագործմանը), սակայն դրանք լավ են ապացուցել մասնավոր տների ինքնավար էլեկտրամատակարարումը կազմակերպելու հարցում, հատկապես այն վայրերում, որտեղ էլեկտրահաղորդման գծերի տեղադրումը դժվար է: Միևնույն ժամանակ, ջերմային պոմպի արդյունավետ աշխատանքի համար հողի կամ ստորերկրյա ջրերի ջերմաստիճանը (կախված օգտագործվող սարքավորումների տեսակից) բավարար է ՝ մոտ + 8 ° C, այսինքն ՝ սարքի համար բավական փոքր խորություն արտաքին շղթան (խորությունը հազվադեպ է գերազանցում 4 մ):

Երկրաջերմային աղբյուրից ստացված էներգիայի տեսակը կախված է դրա ջերմաստիճանից. Ցածր և միջին ջերմաստիճանի աղբյուրներից ջերմությունը օգտագործվում է հիմնականում տաք ջրամատակարարում ապահովելու համար (ներառյալ ջերմամատակարարումը), իսկ բարձր ջերմաստիճանի աղբյուրներից ստացված ջերմությունն օգտագործվում է էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար: , Հնարավոր է նաև օգտագործել ջերմությունը բարձր ջերմաստիճանի աղբյուրներից `էլեկտրաէներգիայի և տաք ջրամատակարարման միաժամանակյա արտադրության համար: Երկրաջերմային էլեկտրակայանները հիմնականում օգտագործում են հիդրոջերմային աղբյուրներ. Thermalերմային գոտիներում ջրի ջերմաստիճանը կարող է էապես գերազանցել ջրի եռման կետը (որոշ դեպքերում գերտաքացումը հասնում է 400 ° C - խորքերում ճնշման ուժեղացման պատճառով), ինչը էլեկտրաէներգիայի արտադրությունը շատ արդյունավետ է դարձնում:

Երկրաջերմային էներգիայի դրական և բացասական կողմերը

Երկրաջերմային էներգիայի աղբյուրները մեծ հետաքրքրություն են առաջացնում հիմնականում այն ​​պատճառով, որ դրանք վերականգնվող ռեսուրսներ են, այսինքն ՝ գործնականում անսպառ: Բայց ածխաջրածնային վառելիքը, որը ներկայումս տարբեր տեսակի էներգիա ստանալու հիմնական աղբյուրն է, չվերականգնվող ռեսուրս է և, ըստ կանխատեսումների, նույնիսկ շատ սահմանափակ է: Բացի այդ, երկրաջերմային էներգիայի արտադրությունը շատ ավելի էկոլոգիապես մաքուր է, քան ածխաջրածնային վառելիքի վրա հիմնված ավանդական մեթոդները:

Եթե ​​համեմատենք երկրաջերմային էներգիան էներգիայի արտադրության այլ այլընտրանքային ձևերի հետ, ապա այստեղ առավելություններ կան: Այսպիսով, երկրաջերմային էներգիան կախված չէ արտաքին պայմաններից, դրա վրա չի ազդում շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանը, օրվա ժամանակը, սեզոնը և այլն: Միևնույն ժամանակ, քամին, արևը և հիդրոէներգետիկան, ինչպես նաև երկրաջերմային էներգիան, որոնք աշխատում են վերականգնվող և անսպառ էներգիայի աղբյուրների հետ, մեծապես կախված են շրջակա միջավայրից: Օրինակ, արևային կայանների արդյունավետությունն ուղղակիորեն կախված է տարածքում գտնվող ջերմամեկուսացման մակարդակից, որը կախված է ոչ միայն լայնությունից, այլև տարվա օրվա և ժամանակի ժամանակից, և տարբերությունը շատ-շատ էական է: Նույնը այլընտրանքային էներգիայի այլ տեսակների հետ: Բայց երկրաջերմային էլեկտրակայանի արդյունավետությունը կախված է բացառապես ջերմային աղբյուրի ջերմաստիճանից և մնում է անփոփոխ ՝ անկախ սեզոնից և պատուհանից դուրս եղած եղանակից:

Առավելությունները ներառում են երկրաջերմային կայանների բարձր արդյունավետությունը: Օրինակ, երկրաջերմային էներգիա ջերմություն առաջացնելու ժամանակ արդյունավետությունը գերազանցում է 1-ը:

Հիդրոջերմային աղբյուրներից էներգիա ստանալու հիմնական թերություններից մեկը ստորգետնյա հորիզոններում թափոնների (սառեցված) ջրի մղման անհրաժեշտությունն է, ինչը նվազեցնում է երկրաջերմային էլեկտրակայանի արդյունավետությունը և մեծացնում գործառնական ծախսերը: Այս ջրի արտանետումը մերձավոր և մակերևութային ջրեր բացառվում է, քանի որ այն պարունակում է մեծ քանակությամբ թունավոր նյութեր:

Բացի այդ, թերությունները ներառում են օգտագործվող ջերմային գոտիների սահմանափակ քանակը: Էժան էներգիա ստանալու տեսանկյունից հատկապես հետաքրքիր են հիդրոթերմային հանքավայրերը, որոնցում գերտաքացվող ջուրը և / կամ գոլորշին գտնվում են մակերեսին բավական մոտ (ջրհորների խորը հորատումը ջերմային գոտի հասնելու համար զգալիորեն մեծացնում է գործառնական ծախսերը և մեծացնում ծախսերը ստացված էներգիա): Նման ավանդներն այնքան էլ շատ չեն: Այնուամենայնիվ, անընդհատ իրականացվում են նոր հանքավայրերի ակտիվ հետախուզում, հայտնաբերվում են նոր ջերմային գոտիներ, և երկրաջերմային աղբյուրներից ստացված էներգիայի քանակը անընդհատ աճում է: Որոշ երկրներում հիդրոթերմային էներգիան կազմում է ամբողջ էներգիայի մինչև 30% -ը (օրինակ ՝ Ֆիլիպիններ, Իսլանդիա): Ռուսաստանն ունի նաև շահագործվող մի շարք ջերմային գոտիներ, և դրանց թիվն ավելանում է:

Երկրաջերմային էներգիայի հեռանկարները

Դժվար է ակնկալել, որ արդյունաբերական երկրաջերմային էներգիան ի վիճակի կլինի փոխարինել էներգիայի արտադրության ներկայումս ավանդական աղբյուրներին `թեկուզ սահմանափակ ջերմային գոտիների, խորը հորատման դժվարությունների և այլնի պատճառով: Ավելին, կան էներգիայի այլ այլընտրանքային ձևեր, որոնք մատչելի են աշխարհի ցանկացած կետում: Այնուամենայնիվ, երկրաջերմային էներգիան զբաղեցնում և էական տեղ է գրավելու տարբեր տեսակի (էլեկտրական և (կամ) ջերմային էներգիա ստանալու եղանակներում:

Միևնույն ժամանակ, ցածր ջերմաստիճանի աղբյուրներից ջերմության վերաբաշխման վրա հիմնված երկրաջերմային էներգիայի հեռանկարները շատ ավելի մեծ են: Երկրաջերմային էներգիայի այս տեսակը չի պահանջում ջերմային գոտիներ գերտաքացած ջրով, գոլորշով կամ չոր ապարով: Heերմային պոմպերը դառնում են ավելի ու ավելի նորաձեւ և ակտիվորեն տեղադրվում են ժամանակակից տնակների և, այսպես կոչված, «ակտիվ» տների (ինքնավար էլեկտրամատակարարմամբ տներ) կառուցման մեջ: Դատելով ներկայիս միտումներից ՝ երկրաջերմային էներգիան կշարունակի ակտիվորեն զարգանալ «փոքր» ձևերով ՝ անհատական ​​տների կամ ֆերմերային տնտեսությունների ինքնավար էլեկտրամատակարարման համար ՝ քամու և արևի էներգիայի հետ միասին:

Սոֆիա Վարգան

Էներգիայի սպառման արագ աճը, չվերականգնվող բնական ռեսուրսների սահմանափակ բնույթը մեզ ստիպում են մտածել այլընտրանքային էներգիայի աղբյուրների օգտագործման մասին: Այս առումով առանձնահատուկ ուշադրության է արժանի երկրաջերմային ռեսուրսների օգտագործումը:

Երկրաջերմային էլեկտրակայանները (GeoPPs) Երկրի բնական ջերմությունից էլեկտրական էներգիա առաջացնող կառույցներ են:

Երկրաջերմային էներգիան ունի ավելի քան մեկ դար պատմություն: 1904-ի հուլիսին առաջին փորձը կատարվեց Իտալիայի Լարդերելո քաղաքում, որը հնարավորություն տվեց էլեկտրականություն ստանալ երկրաջերմային գոլորշուց: Մի քանի տարի անց այստեղ գործարկվեց առաջին երկրաջերմային էլեկտրակայանը, որը դեռ գործում է:

Խոստումնալից տարածքներ

Երկրաջերմային էլեկտրակայանների կառուցման համար իդեալական են համարվում երկրաբանական ակտիվություն ունեցող տարածքները, որտեղ բնական ջերմությունը տեղակայված է համեմատաբար մակերեսային խորության վրա:

Դրանք ներառում են գեյզերներով լի տարածքներ, հրաբուխներով տաքացվող ջրով բաց ջերմային աղբյուրներ: Այստեղ է, որ երկրաջերմային էներգիան առավել ակտիվ զարգանում է:

Սակայն սեյսմիկ ոչ ակտիվ շրջաններում կան երկրի ընդերքի շերտեր, որոնց ջերմաստիճանը 100 ° C- ից ավելի է:

Յուրաքանչյուր 36 մետր խորության համար ջերմաստիճանի ցուցանիշը մեծանում է 1 ° С- ով: Այս դեպքում հորատանցք է հորատվում, և այնտեղ ջուր է մղվում:

Եռացող ջուրը և գոլորշին ձեռք են բերվում վարդակից, որոնք կարող են օգտագործվել ինչպես տարածքների ջեռուցման, այնպես էլ էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար:

Կան բազմաթիվ ոլորտներ, որտեղ դուք կարող եք էներգիա ստանալ այս եղանակով, ուստի երկրաջերմային էլեկտրակայանները գործում են ամենուր:

Երկրաջերմային էներգիայի ստացման աղբյուրները

Բնական ջերմության արդյունահանումը կարող է իրականացվել հետևյալ աղբյուրներից.

Ինչպես են աշխատում երկրաջերմային էլեկտրակայանները

Այսօր օգտագործվում են երկրաջերմային միջոցների օգտագործմամբ էլեկտրաէներգիա արտադրելու երեք եղանակներ ՝ կախված շրջակա միջավայրի վիճակից (ջուր կամ գոլորշի) և ապարների ջերմաստիճանից:

1. Ուղղակի (չոր գոլորշու օգտագործմամբ): Գոլորշին գործում է ուղղակիորեն գեներատորը սնուցող տուրբինի վրա:
2. Անուղղակի (գոլորշու օգտագործում): Այն օգտագործում է հիդրոջերմային լուծույթ, որը մղվում է գոլորշիացման մեջ: Pressureնշման անկումից առաջացած գոլորշիացումը տուրբին է մղում:
3. Խառը կամ երկուական: Այս դեպքում օգտագործվում են հիդրոթերմային ջուր և ցածր եռման կետ ունեցող օժանդակ հեղուկ, ինչպիսին է ֆրեոնը, որը եռում է տաք ջրի ազդեցության տակ: Ֆրեոնից ստացված գոլորշին շրջում է տուրբինը, այնուհետև խտանում և վերադառնում է ջերմափոխանակիչ ՝ ջեռուցման համար: Ձևավորվում է փակ համակարգ (օղակ) ՝ գործնականում վերացնելով մթնոլորտ վնասակար արտանետումները:

Առաջին երկրաջերմային էլեկտրակայանները գործում էին չոր գոլորշու վրա:

Անուղղակի մեթոդն այսօր համարվում է ամենատարածվածը: Այստեղ օգտագործվում են մոտ 182 ° C ջերմաստիճանով ստորերկրյա ջրեր, որոնք մղվում են մակերեսին տեղակայված գեներատորների մեջ:

GeoPP- ի առավելությունները

• Երկրաջերմային պաշարները համարվում են վերականգնվող, գործնականում անսպառ, բայց մեկ պայմանով. Կարճ ժամանակահատվածում չպետք է մեծ քանակությամբ ջուր ներարկել լավ ներարկման մեջ:
• Կայանը շահագործման համար արտաքին վառելիք չի պահանջում:
• Տեղադրումը կարող է գործել ինքնավար ՝ օգտագործելով իր սեփական էլեկտրաէներգիան: Արտաքին էներգիայի աղբյուրը պահանջվում է միայն պոմպի առաջին գործարկման համար:
• Կայանը չի պահանջում լրացուցիչ ներդրումներ, բացառությամբ պահպանման և վերանորոգման աշխատանքների ծախսերի:
• Երկրաջերմային էլեկտրակայաններին սանիտարական տարածքներ պետք չեն:
• Եթե ​​կայանը գտնվում է ծովի կամ օվկիանոսի ափին, այն կարող է օգտագործվել ջրի բնական աղազերծման համար: Այս գործընթացը կարող է տեղի ունենալ անմիջապես կայանի շահագործման ռեժիմում `ջուրը տաքացնելիս և հովացնելով ջրի գոլորշիացումը:

Երկրաջերմային բույսերի թերությունները

• Երկրաջերմային կայանների զարգացման, նախագծման և կառուցման մեջ նախնական ներդրումները մեծ են:
• Հաճախ խնդիրներ են առաջանում էլեկտրակայանի գտնվելու վայրի համար հարմար վայր ընտրելու և իշխանություններից և տեղի բնակիչներից թույլտվություն ստանալու հարցում:
• Դյուրավառ և թունավոր գազերի, հանքանյութերի արտանետումները, որոնք պարունակվում են երկրի ընդերքում, հնարավոր են աշխատող ջրհորի միջոցով: Որոշ ժամանակակից կայանների տեխնոլոգիան ի վիճակի է հավաքել այդ արտանետումները և դրանք վերածել վառելիքի:
• Պատահում է, որ գործող էլեկտրակայանը դադարում է: Դա կարող է տեղի ունենալ ժայռի բնական պրոցեսների կամ ջրհորի մեջ ջրի չափազանց մեծ ներարկման պատճառով:

Երկրաջերմային էներգիայի խոշորագույն արտադրողներ

Ամենամեծ GeoPP- ները կառուցվել են ԱՄՆ-ում և Ֆիլիպիններում: Դրանք ամբողջ երկրաջերմային համալիրներ են ՝ բաղկացած տասնյակ անհատական ​​երկրաջերմային կայաններից:

Ամենահզորը Գեյզերս համալիրն է, որը գտնվում է Կալիֆոռնիայում: Այն բաղկացած է 22 երկու կայաններից ՝ 725 ՄՎտ ընդհանուր հզորությամբ, որոնք բավարար են բազմամիլիոնանոց քաղաք մատակարարելու համար:

• Ֆիլիպիններում Mackiling Banachau էլեկտրակայանի հզորությունը մոտ 500 ՄՎտ է:
• Tiwi կոչվող մեկ այլ Ֆիլիպինյան էլեկտրակայան ունի 330 ՄՎտ հզորություն:
• Միացյալ Նահանգներում կայսերական հովիտը տաս երկրաջերմային էլեկտրակայանների համալիր է ՝ 327 ՄՎտ ընդհանուր հզորությամբ:
• Ներքին երկրաջերմային էներգիայի զարգացման ժամանակագրություն

Ռուսական երկրաջերմային էներգիան իր զարգացումը սկսեց 1954 թվականին, երբ ընդունվեց Կամչատկայում բնական ջերմային ռեսուրսների ուսումնասիրության լաբորատորիա ստեղծելու մասին որոշումը:

1. 1966 - գործարկվեց ավանդական ցիկլով (չոր գոլորշի) և 5 ՄՎտ հզորությամբ Պաուժեցկայա երկրաջերմային էլեկտրակայանը: 15 տարի անց դրա հզորությունը արդիականացվել է և դարձել 11 ՄՎտ:
2. 1967-ին երկուական ցիկլով Պարատունսկայա կայանը սկսեց գործել: Ի դեպ, երկուական ցիկլի եզակի տեխնոլոգիայի արտոնագիրը, որը մշակվել և արտոնագրվել է խորհրդային գիտնականներ Ս. Կուտատելաձեի և Լ. Ռոզենֆելդի կողմից, գնվել է շատ երկրների կողմից:

1970-ականներին ածխաջրածինների արտադրության բարձր մակարդակները, 90-ականների կրիտիկական տնտեսական իրավիճակը դադարեցրել են երկրաջերմային էներգիայի զարգացումը Ռուսաստանում: Այնուամենայնիվ, այժմ դրա նկատմամբ հետաքրքրությունը կրկին հայտնվել է մի շարք պատճառներով.

• Ներքին շուկայում նավթի և գազի գները մոտենում են համաշխարհայինին:
• Վառելիքի պաշարներն արագորեն սպառվում են:
• Հեռավոր Արևելքի դարակում և Արկտիկայի ափին վերջերս հայտնաբերված ածխաջրածնային հանքավայրերը ներկայումս անշահավետ են:

Սիրու՞մ եք մեծ, հզոր մեքենաներ: Կարդացեք հետաքրքիր հոդված մասին:

Եթե ​​ձեզ անհրաժեշտ է ջարդիչ նյութերի սարքավորում, կարդացեք սա:

Ռուսաստանում երկրաջերմային ռեսուրսների զարգացման հեռանկարները

Էլեկտրաէներգիայի արտադրության համար ջերմային էներգիայի օգտագործման առումով Ռուսաստանի Դաշնության ամենահեռանկարային շրջաններն են Կուրիլյան կղզիներ և Կամչատկա:

Կամչատկան ունի այնպիսի պոտենցիալ երկրաջերմային ռեսուրսներ `գոլորշու և հիդրոթերմային ջրերի հրաբխային պաշարներով և էներգետիկ ջերմային ջրերով, որոնք կարող են բավարարել տարածաշրջանի կարիքները 100 տարի շարունակ: Մութնովսկոյե դաշտը հեռանկարային է համարվում, որի հայտնի պաշարները կարող են ապահովել մինչև 300 ՄՎտ էլեկտրաէներգիա: Այս տարածքի զարգացման պատմությունը սկսվել է Երկրային հետախուզմամբ, ռեսուրսների գնահատմամբ, առաջին Կամչատկայի երկրաջերմային էլեկտրակայանների նախագծմամբ և կառուցմամբ 50 ՄՎտ հզորությամբ:

Կուրիլյան կղզիներում երկրաջերմային էներգիա օգտագործող երկու էլեկտրակայան կա ՝ Կունաշիր կղզում (2,6 ՄՎտ) և Իտուրուպ կղզում (6 ՄՎտ):

Ֆիլիպինների և ամերիկյան անհատական ​​GeoPP- ների էներգետիկ ռեսուրսների համեմատությամբ այլընտրանքային էներգիայի արտադրության ներքին օբյեկտները զգալիորեն կորցնում են. Նրանց ընդհանուր հզորությունը չի գերազանցում 90 ՄՎտ: Բայց, օրինակ, Կամչատկայի էլեկտրակայանները 25% -ով ապահովում են տարածաշրջանի էլեկտրաէներգիայի կարիքները, ինչը վառելիքի մատակարարման անսպասելի ընդհատումների դեպքում թույլ չի տա թերակղզու բնակիչներին մնալ առանց էլեկտրականության:

Ռուսաստանը երկրաջերմային ռեսուրսների զարգացման բոլոր հնարավորություններն ունի ՝ և՛ ջերմային, և՛ հիդրոերկրային: Այնուամենայնիվ, դրանք շատ քիչ են օգտագործվում, և խոստումնալից ոլորտներն ավելի քան բավարար են: Բացի Կուրիլեսից և Կամչատկայից, գործնական կիրառումը հնարավոր է Հյուսիսային Կովկասում, Արևմտյան Սիբիրում, Պրիմորիեում, Բայկալի մարզում, Օխոտսկ-Չուկոտկա հրաբխային գոտում:

Երկրի աղիքներում կա մի մեծ գանձ: Սա ոսկի չէ, ոչ արծաթ կամ թանկարժեք քարեր. Սա երկրաջերմային էներգիայի հսկայական պաշար է:
Այս էներգիայի մեծ մասը թակարդում է մագմա կոչվող հալված ապարների շերտերում: Երկրի ջերմությունը իսկական գանձ է, քանի որ այն էներգիայի մաքուր աղբյուր է, և այն առավելություններ ունի նավթի, գազի և ատոմի էներգիայի նկատմամբ:
Խորը գետնի տակ ջերմաստիճանը հասնում է հարյուրավոր և նույնիսկ հազարավոր աստիճանների: Հաշվարկվում է, որ ամեն տարի մակերեսին արտանետվող ստորգետնյա ջերմության քանակը, մեգավատ / ժամի չափով, կազմում է 100 միլիարդ: Սա ամբողջ աշխարհում բազմակի անգամ սպառված էլեկտրաէներգիայի քանակն է: Ի Whatնչ ուժ: Այնուամենայնիվ, դրա մեղմացումը բոլորովին էլ հեշտ չէ:

Ինչպես հասնել գանձին
Որոշակի ջերմություն հողի մեջ է, նույնիսկ Երկրի մակերևույթի մոտ: Այն կարելի է հեռացնել օգտագործելով ջերմային պոմպեր, որոնք միացված են ստորգետնյա խողովակներին: Երկրի ներքին էներգիան կարող է օգտագործվել ինչպես ձմռանը տները տաքացնելու, այնպես էլ այլ նպատակների համար: Մարդիկ, ովքեր ապրում են տաք աղբյուրների մոտ կամ այն ​​երկրներում, որտեղ տեղի են ունենում ակտիվ երկրաբանական գործընթացներ, գտել են Երկրի ջերմությունը օգտագործելու այլ եղանակներ: Հին ժամանակներում հռոմեացիները լոգանքների համար օգտագործում էին տաք աղբյուրների ջերմությունը:
Բայց ջերմության մեծ մասը կենտրոնացած է երկրի ընդերքի տակ ՝ թաղանթ կոչվող շերտի մեջ: Երկրի ընդերքի միջին հաստությունը 35 կիլոմետր է, իսկ հորատման ժամանակակից տեխնոլոգիաները թույլ չեն տալիս թափանցել այդպիսի խորություն: Այնուամենայնիվ, երկրի ընդերքը բաղկացած է բազմաթիվ թիթեղներից, և որոշ տեղերում, հատկապես դրանց հանգույցում, այն ավելի նուրբ է: Այս վայրերում մագման բարձրանում է ավելի մոտ Երկրի մակերեսին և տաքացնում ժայռի շերտերում թակարդված ջուրը: Սովորաբար այս շերտերը գտնվում են Երկրի մակերևույթից ընդամենը երկու-երեք կիլոմետր խորության վրա: Illingամանակակից հորատման տեխնոլոգիաների միջոցով միանգամայն հնարավոր է այնտեղ թափանցել: Երկրաջերմային աղբյուրներից ստացված էներգիան կարելի է արդյունահանել և շահավետ օգտագործել:

Էներգիան մարդու ծառայության մեջ
Seaովի մակարդակում ջուրը վերածվում է գոլորշու 100 աստիճան ցելսիուսի ջերմաստիճանում: Բայց գետնի տակ, որտեղ ճնշումը շատ ավելի բարձր է, ջուրը հեղուկ է մնում նույնիսկ ավելի բարձր ջերմաստիճաններում: Boilingրի եռման կետը բարձրանում է 230, 315 և 600 աստիճան ցելսիուսով, համապատասխանաբար 300, 1,525 և 3000 մետր խորություններում: Եթե ​​փորված ջրհորում ջրի ջերմաստիճանը բարձր է 175 աստիճան ցելսիուսից, ապա այդ ջուրը կարող է օգտագործվել էլեկտրական գեներատորներ գործարկելու համար:
Բարձր ջերմաստիճանի ջուրը սովորաբար հայտնաբերվում է վերջին հրաբխային գործունեության շրջաններում, օրինակ ՝ Խաղաղ օվկիանոսի գեոսինկլինալ գոտում. Այնտեղ ՝ Խաղաղ օվկիանոսի կղզիներում, կան շատ գործող, ինչպես նաև հանգած հրաբուխներ: Ֆիլիպինները այս տարածքում են: Եվ վերջին տարիներին այս երկիրը զգալի հաջողություններ է գրանցել `օգտագործելով երկրաջերմային աղբյուրները էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար: Ֆիլիպինները դարձել են աշխարհի երկրաջերմային էներգիայի խոշորագույն արտադրողներից մեկը: Երկրի կողմից սպառված ամբողջ էլեկտրաէներգիայի ավելի քան 20 տոկոսը ստացվում է այս եղանակով:
Որպեսզի ավելին իմանաք այն մասին, թե ինչպես է օգտագործվում երկրի ջերմությունը էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար, այցելեք Ֆիլիպինների Լագունա նահանգի MacBan երկրաջերմային մեծ էլեկտրակայանը: Էլեկտրակայանի հզորությունը 426 մեգավատ է:

Երկրաջերմային էլեկտրակայան
Անապարհը տանում է դեպի երկրաջերմային դաշտ: Մոտենալով կայարանին ՝ դուք հայտնվում եք մեծ խողովակների մի ամբողջ թագավորությունում, որի միջոցով երկրաջերմային հորերից գոլորշին է մտնում գեներատոր: Steam- ը խողովակների միջով է անցնում նաև մոտակա բլուրներից: Պարբերաբար ընդմիջումներով հսկայական խողովակները թեքվում են հատուկ օղակների մեջ, որոնք թույլ են տալիս նրանց ընդլայնել և կծկվել, երբ ջեռուցվում և սառչում են:
Մոտակայքում է գտնվում Ֆիլիպինների երկրաջերմային ընկերության ներկայացուցչությունը: Գրասենյակից ոչ հեռու կան մի քանի արտադրական հորեր: Կայանը օգտագործում է հորատման նույն մեթոդը, ինչ նավթի արդյունահանման համար: Միակ տարբերությունն այն է, որ այդ հորերն ավելի մեծ տրամագծով են: Հորերը դառնում են խողովակներ, որոնց միջոցով տաք ջուրը և ճնշված գոլորշին բարձրանում են մակերես: Հենց այս խառնուրդն է գնում էլեկտրակայան: Երկու ջրհոր կա շատ մոտ: Նրանք միաձուլվում են միայն մակերեսին: Հողի տակ նրանցից մեկը ուղղահայաց իջնում ​​է, իսկ մյուսը ՝ իրենց հայեցողությամբ, ուղղվում է կայարանի աշխատակիցների կողմից: Քանի որ հողը թանկ է, նման պայմանավորվածությունը շատ ձեռնտու է. Փոթորկի ջրհորները միմյանց մոտ են, գումար խնայվում է:
Այս կայքը օգտագործում է «ֆլեշ տեխնոլոգիա»: Այստեղ ամենախորը ջրհորի խորությունը 3700 մետր է: Տաք ջուրը գտնվում է գետնի տակ խորը ճնշման տակ: Բայց երբ ջուրը բարձրանում է մակերես, ճնշումն ընկնում է, և ջրի մեծ մասն ակնթարթորեն վերածվում է գոլորշու, այստեղից էլ առաջանում է անվանումը:
Խողովակաշարի միջոցով ջուրը մտնում է տարանջատիչ: Այստեղ գոլորշին առանձնացված է տաք ջրից կամ երկրաջերմային աղաջրից: Բայց նույնիսկ դրանից հետո գոլորշին դեռ պատրաստ չէ մուտք գործել էլեկտրական գեներատոր ՝ ջրի կաթիլները մնում են գոլորշու հոսքում: Այս կաթիլները պարունակում են նյութերի մասնիկներ, որոնք կարող են մտնել տուրբին և վնասել այն: Հետեւաբար, տարանջատիչից հետո գոլորշին մտնում է սկրաբեր: Այստեղ գոլորշին մաքրվում է այդ մասնիկներից:
Խոշոր մեկուսացված խողովակները զտված գոլորշին տեղափոխում են էլեկտրակայան մոտ մեկ կիլոմետր հեռավորության վրա: Նախքան գոլորշին մտնի տուրբին և մղի գեներատորը, այն անցնում է մեկ այլ սկրաբերի միջով `հեռացնելով գոյացած ցանկացած խտանյութ:
Եթե ​​բարձրանաք բլրի գագաթը, ձեր երկրաջերմային ամբողջ տարածքը կբացվի ձեր աչքերի առաջ:
Այս կայքի ընդհանուր տարածքը մոտ յոթ քառակուսի կիլոմետր է: Այստեղ կա 102 հորատանցք, որից 63-ը արտադրական հորեր են: Շատ ուրիշներ օգտագործվում են ջուրը ստորգետնյա տարածք վերադառնալու համար: Այնպիսի ահռելի քանակությամբ տաք ջուր և գոլորշի վերամշակվում է ամեն ժամ, որ անհրաժեշտ է տարանջատված ջուրը հետ վերադարձնել աղիքներ ՝ շրջակա միջավայրին չվնասելու համար: Եվ նաև այս գործընթացը օգնում է վերականգնել երկրաջերմային դաշտը:
Ինչպե՞ս է երկրաջերմային էլեկտրակայանն ազդում տարածքի արտաքին տեսքի վրա: Դրանից ամենաշատը հիշեցնում է գոլորշու տուրբիններից դուրս եկող գոլորշին: Էլեկտրակայանի շուրջ աճում են կոկոսի արմավենիներ և այլ ծառեր: Բլրի ստորոտում գտնվող հովտում կառուցվել են բազմաթիվ բնակելի շենքեր: Ուստի, ճիշտ օգտագործման դեպքում, երկրաջերմային էներգիան կարող է ծառայել մարդկանց ՝ առանց վնասելու շրջակա միջավայրին:
Այս էլեկտրակայանն օգտագործում է միայն բարձր ջերմաստիճանի գոլորշի `էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար: Սակայն ոչ վաղ անցյալում նրանք փորձեցին էներգիա ստանալ հեղուկի միջոցով, որի ջերմաստիճանը ցածր է 200 աստիճան ցելսիուսից: Եվ արդյունքում գոյություն ունեցավ երկրաչափով երկրաջերմային էլեկտրակայան: Շահագործման ընթացքում տաք գոլորշու-ջրի խառնուրդը օգտագործվում է աշխատանքային հեղուկը գազային վիճակի վերածելու համար, ինչը, իր հերթին, քշում է տուրբինը:

Կողմ եվ դեմ
Երկրաջերմային էներգիայի օգտագործումը շատ օգուտներ ունի: Այն երկրները, որտեղ այն կիրառվում է, ավելի քիչ կախվածություն ունեն նավթից: Երկրաջերմային էլեկտրակայանների արտադրած տարեկան յուրաքանչյուր տաս մեգավատ էլեկտրաէներգիան օգնում է տարեկան խնայել 140,000 բարել հում նավթ: Բացի այդ, երկրաջերմային ռեսուրսները հսկայական են, և դրանց սպառման ռիսկը բազմակի անգամ ցածր է, քան շատ այլ էներգետիկ ռեսուրսների դեպքում: Երկրաջերմային էներգիայի օգտագործումը լուծում է շրջակա միջավայրի աղտոտման խնդիրը: Բացի այդ, դրա արժեքը բավականին ցածր է, համեմատած էներգիայի շատ այլ տեսակների հետ:
Բնապահպանական մի քանի բացասական կողմեր ​​կան: Երկրաջերմային գոլորշին սովորաբար պարունակում է ջրածնի սուլֆիդ, որը մեծ քանակությամբ թունավոր է, իսկ փոքր քանակությամբ ՝ տհաճ ծծմբի հոտի պատճառով: Այնուամենայնիվ, այս գազը հեռացնող համակարգերն ավելի արդյունավետ և արդյունավետ են, քան հանածո վառելիքի էլեկտրակայաններում արտանետումների կառավարման համակարգերը: Բացի այդ, գոլորշու-ջրի հոսքի մասնիկները երբեմն պարունակում են փոքր քանակությամբ մկնդեղ և այլ թունավոր նյութեր: Բայց թափոնները գետնին մղելով ՝ վտանգը նվազագույնի է հասցվում: Ստորերկրյա ջրերի աղտոտման հնարավորությունը նույնպես մտահոգիչ է: Որպեսզի դա տեղի չունենա, մեծ խորությամբ փորված երկրաջերմային հորերը պետք է «հագնվեն» պողպատից և ցեմենտից պատրաստված շրջանակի մեջ: