Геотермальная энергетика. Реферат геотермальные источники энергии белокопытов А. Р. 626 группа Проверил Парфианович А. П
 Скачать 32.23 Kb.
|
|
Министерство транспорта Российской Федерации Федеральное агентство железнодорожного транспорта Федеральное государственное бюджетное учреждение высшего образования «Дальневосточный государственный университет путей сообщения» Электроэнергетический институт Кафедра «Системы электроснабжения» РЕФЕРАТ ГЕОТЕРМАЛЬНЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ Выполнил: Белокопытов А.Р. 626 группа Проверил: Парфианович А.П. Хабаровск 2018г. Содержание 1. Введение…………………………………………………………………………..….3 2. Из истории развития геотермальной энергетики ……………………………….…4 3. Классификация источников……………………………………………………...….4 4. Использование тепла…………………………………………………………….…..5 5. Виды геотермальных станций………………………………………………….……5 6. Запасы геотермальной энергии………………………………………………….…..6 7. Геотермальные ресурсы России……………………………………………….…….6 8. Преимущества и недостатки…………………………………………………….…..8 9. Заключение……………………………………………………………………..…….9 10. Список литературы………………………………………………………………..11
Геотермальная энергетика – это производство электроэнергии, а также тепловой энергии за счёт энергии, содержащейся в недрах земли. Тепловая энергия недр образуется за счет расщепления радионуклидов в раскаленном ядре нашей планеты. Тепло Земли выходит наружу посредством жерла вулканов и гейзеров. Геотермальные ресурсы среди нетрадиционных источников энергии занимают ведущее место. В частности, в мировом производстве электроэнергии они занимают более 60 %. Главными потребите-лями геотермальных ресурсов на ближайшую и отдаленную перспек-тиву несомненно будут теплоснабжение (обогрев помещений, купален, рыболовства и теплиц) и, в значительно меньшей мере, выработка электроэнергии.
В ХІV веке подземную энергию впервые применяют для отопления во Франции, в городке Шод-Эг. Там до сих пор успешно работает аналогичная система отопления. Идея об использовании тепла Земли для получения электричества пришла в голову итальянскому маркизу Джинори Конти, наследнику фарфорового бизнеса. В 1904 году Конти провёл научный опыт при помощи экспериментальной установки, им же созданной. Всего девять лет понадобилось для запуска первой промышленной геотермальной электростанции. Её мощность составляла 250 кВт. С 1916 г. в Италии началось организованное производство установок. 3. Классификация источников 1.Месторождения геотермального сухого пара. Разработать их не составляет труда, но месторождения эти довольно немногочисленны и встречаются крайне редко. Тем не менее, в настоящее время каждая вторая геотермальная станция использует именно эти источники. 2. Источники горячего пара. Фактически это соединение горячей воды и пара. Для использования этого дара природы необходимо решить комплекс вопросов, позволяющих избежать коррозии применяемого на станции оборудования. Также может ухудшиться экологическое состояние окружающей среды. 3. Месторождения геотермальной воды. Они, в свою очередь, бывают двух типов: чисто водные месторождения или смеси воды и пара. Это своеобразные резервуары, которые образуются вследствие заполнения влагой подземных полостей. Там скапливаются атмосферные осадки, которые нагреваются магмой. 4. Сухие горячие скальные породы. Вследствие воздействия магмы они сильно нагреваются, их залежи находятся примерно на двухкилометровой глубине, именно этот вид геотермальных источников наиболее распространён. 5. Магма, которая представляет собой сильно разогретые (до 1300 градусов) горные породы. 4. Использование тепла Существуют следующие принципиальные возможности использования тепла земных глубин. Воду и смесь воды и пара в зависимости от их температуры можно направлять для горячего водоснабжения и теплоснабжения, для выработки электроэнергии, либо одновременно для всех трех целей. Высокотемпературное тепло околовулканического района и сухих горных пород предпочтительно использовать для выработки электроэнергии и теплоснабжения. От того, какой источник геотермальной энергии используется, зависит устройство станции. 5. Виды геотермальных станций Существует 3 типа геотермальных установок. К первому относятся станции, основой для работы которых являются месторождения сухого пара. Чтобы получить требующуюся энергию пар пропускается через турбину или генератор. Второй тип – это станции с сепаратором. Они эксплуатируют месторождения горячей воды под давлением. Вода поднимается вверх по скважине и поступает в сепаратор. Не прямая схема получения - наиболее популярный тип геотермальных станций в мире. Их работу обеспечивают горячие подземные воды, которые закачиваются под высоким давлением в генераторные установки. Происходит нагнетание гидротермального раствора в испаритель для снижения давления. Часть раствора испаряется, образовавшийся пар, заставляет работать турбину. Оставшаяся жидкость также может приносить пользу. Третий тип - станции, применяющие бинарный цикл работы, заключающийся в использовании двух типов вод – горячей и умеренной. Оба потока пропускаются через теплообменник. Более горячая жидкость выпаривает более холодную, и образуемые вследствие этого процесса пары приводят в действие турбины. Система является замкнутой, и это позволяет избежать выбросов в атмосферу. 6. Запасы геотермальной энергии Проведенные исследования указывают на то, что сердцевина Земли содержит гораздо большее количество теплоты, чем можно получить, расщепляя при помощи ядерных реакторов уран или торий. Конечно, геотермальные источники энергии теоретически нельзя назвать возобновляемыми. Но представить, что они действительно в какой-то момент могут иссякнуть, невозможно. Если вообразить, что только тепло Земли по каким-либо причинам останется пригодным для использования, то продёт сорок один миллион лет до того времени, когда температура недр понизится всего на полградуса. На территории России прогнозные геотермальные ресурсы на доступных глубинах (до 5-6 км) в 4-6 раз превышают ресурсы углеводородов и по оценке ученых составляют для нужд теплоснабжения 57трлн. тонн условного топлива, в том числе для нужд отопления 30,5 трлн. тонн условного топлива. 7. Геотермальные ресурсы России Камчатку и Курильские острова по своим климатическим условиям и по потенциалам в геотермальной энергетике можно сравнить лишь с Исландией. Здесь, согласно исследованиям, геотермальная энергия способна полностью покрыть все энергозатраты. В настоящее время геотермальные источники энергии обеспечивают на Камчатке до 25 процентов от общего энергопотребления: 50 МВт производится на Мутновской геотермальной электростанции, 12 МВт – на Верхне-Мутновской и 11 на Паужетской ГеоЭС. Таким образом, общая мощность энергообъектов, действующих на основе геотермальных источ-ников, в области составляет 73 МВт – а это значительно помогает ослабить зависимость полуострова от дорого-стоящего привозного мазута. Электростанция Мутновская, самая большая в регионе, находится в 120 километрах от города Петропавловск-Камчатский на высоте 1 км над уровнем моря, у подножья одноименного вулкана и состоит из двух энергоблоков, каждый мощностью по 25 МВт. Первая установка вступила в действие в декабре 2001, вторая – в октябре 2002. Турбины приводятся в движение при помощи пара, температура которого составляет примерно 250°C, поступающего с глубины 300 метров. Кроме того, сконденсированная вода из недр земли используется так же и для отопления соседнего населенного пункта. Таблица 1
8. Преимущества и недостатки Достоинствами геотермальной энергии можно считать практическую неисчерпаемость ресурсов, независимость от внешних условий, времени суток и года, возможность комплексного использования термальных вод для нужд теплоэлектроэнергетики и медицины. Недостатками ее являются высокая минерализация термальных вод большинства месторождений и наличие токсичных соединений и металлов, что исключает сброс вод в природные водоемы. Перспективы развития геотермальной энергетики Говорить об общих перспективах развития геотермальной энергетики можно, лишь рассматривая перспективы развития в конкретной стране. Каждый регион характеризуется собственными природными условиями, и это требует разных подходов к решению проблемы. 9. Заключение Роль энергии неоспорима в поддержании и дальнейшем развитии цивилизации. В современном обществе трудно найти хотя бы одну область человеческой деятельности, которая не требовала бы, прямо или косвенно, большей энергии, чем могут дать ресурсы человека. Потребление энергии – важный показатель жизненного уровня. За время существования нашей цивилизации много раз происходила смена традиционных источников энергии на новые, более совершенные. И не потому, что старый источник был исчерпан. Сейчас, в 21-м веке, начинается новый значительный этап земной энергетики. Появилась энергетика «щадящая», построенная так, чтобы человек не рубил сук, на котором он сидит, заботился об охране уже сильно поврежденной биосферы. На пути широкого внедрения альтернативных источников энергии стоят трудно разрешимые экономические и социальные проблемы. Прежде всего это высокая капиталоемкость, вызванная необходимостью создания новой техники и технологии. Во-вторых, высокая материалоемкость : создание мощных ПЭС требует, к примеру, огромных количеств металла, бетона и т.д, В-третьих, под некоторые станции требуется значительное отчуждение земли или морской акватории. Кроме того, развитие использования альтернативных источников энергии сдерживается также нехваткой специалистов. Решение этих проблем требует комплексного подхода на национальном и международном уровне, что позволит ускорить их реализацию. Практически на всей территории России имеются уникальные запасы геотермального тепла с температурами теплоносителя (вода, двухфазный поток и пар) от 30 до 200 С. В последние годы в России на основе крупных фундаментальных исследований были созданы геотермальные технологии, способные быстро обеспечить эффективное применение тепла земли на ГеоЭС и ГеоТС для получения электроэнергии и тепла. Геотермальная энергетика должна занять важное место в общем балансе использования энергии. В частности, для реструктуризации и перевооружения энергетики Камчатской области и Курильских островов и частично Приморья, Сибири и Северного Кавказа следует использовать собственные геотермальные ресурсы. Широкомасштабное внедрение новых схем теплоснабжения с тепловыми насосами с использованием низкопотенциальных источников тепла позволит снизить расход органического топлива на 20-25%. Для привлечения инвестиций и кредитов в энергетику следует выполнять эффективные проекты и гарантировать своевременный возврат заемных средств, что возможно только при полной и своевременной оплате электричества и тепла, отпущенных потребителям. 10. Список литературы 1. Саламов А.А. « Геотермические электростанции в энергетике мира» Теплоэнергетика 2000. 2. Тепло Земли: Из доклада «Перспективы развития геотермальных технологий» Экология и жизнь-2001. Электронные ресурсы 1. Гуманитарные исследования (Журнал фундаментальных и прикладных исследований) [http://www.humanities.edu.ru/db/msg/62788] (Дата обращения: 28.11.18) 2. NORD WEST (Сайт геофизических исследований) [http://nw-geo.ru/geophysics/] (Дата обращения: 28.11.18) |