Как повысить эффективность геотермальных электростанций: ответ российских ученых
Ученые Томского политехнического университета (ТПУ) проанализировали особенности работы геотермальной электростанции (ГеоЭС), разработанной в вузе. Проведенные испытания позволили смоделировать работу конструкции на протяжении всего года с учетом конкретных особенностей местности, климатических и физико-географических условий.
Ранее в ТПУ создали опытный образец ГеоЭС, в основе работы которой лежит использование органического цикла Ренкина. Это отличает данную конструкцию от аналогов, существующих в России. В такой станции тепло в энергию преобразуется с помощью рабочего тела, которым могут быть углеводороды, силиконовые масла, хладагенты. Преимуществом таких установок является возможность работы при температуре от 60 градусов Цельсия, тогда как классическим геотермальным станциям требуется более 100 градусов. Это ограничивает области применения таких конструкций. Также томская ГеоЭС работает в замкнутом бинарном цикле, что минимизирует выбросы в окружающую среду.
Свою конструкцию ученые ТПУ тестировали в разных условиях, чтобы построить модель ее работы на протяжении календарного года со сменой сезонов. Алгоритм показывает, как на эффективность ГеоЭС влияют такие показатели, как тип рабочего тела, массовый расход теплоносителя, его температура, параметры конденсации и ряд других характеристик.
Выяснилось, что количество вырабатываемой энергии может сильно колебаться под влиянием этих внешних факторов. Причем критическим параметром для бинарных ГеоЭС с конденсаторами с воздушным охлаждением является температура окружающей среды. Летом выходная мощность может снижаться на 36% по сравнению с зимними месяцами.
Кроме того, сама конструкция конденсатора может влиять на КПД и мощность. Колебания происходят даже в пределах одного и того же сезона. Что касается рабочих тел, то в качестве предпочтительных выбрали ряд озонобезопасных фреонов.
Полученные расчеты позволят инженерам и ученым проектировать геотермальные электростанции с учетом конкретных климатических и физических особенностей местности, где их планируется размещать. А разные варианты конструкций помогут сделать выработку электроэнергии с помощью таких установок более прогнозируемой и стабильной.
Ранее мы рассказывали, что в США стали разрабатывать первые в мире геотермальные электростанции для военных целей.
