Энергия геотермальных вод. Геотермальная электростанция

Получение электроэнергии возможно при использовании геотермальной энергии. Тепло выделяется вследствие радиоактивного распада веществ в земном ядре. Температура получается настолько высокой, что подземные воды нагреваются и превращаются в пар. Геотермальные ресурсы в основном сосредоточены в вулканических зонах.

Геотермальная электростанция представляет собой систему, в которой геотермальный пар работает в паровой турбине, или с помощью него можно нагревать другую жидкость, которая будет работать в паровой турбине. Недостатком таких электростанций является их географическое размещение.

Ученые давно выяснили, что с продвижением в глубь планеты температура увеличивается за счет радиоактивного распада химических элементов, содержащихся в недрах земли. Разогретые до высоких температур породы нагревают воду, имеющуюся в земной коре. Вода, нагретая выше 20°C, называется геотермальной. Температура геотермальных вод, поступающих на поверхность земли, может достигать 300°C, а температура пара доходить до 600°C. Геотермальные воды с наиболее высокой температурой и пар используют для получения электроэнергии. Энергия, полученная таким способом, дешевле, чем энергия тепловых, атомных и гидроэлектростанций. Наличие больших запасов геотермальной энергии в земной коре дает надежду на то, что у этой отрасли энергетики большое будущее.

На Камчатке уже работают две геотермальные электростанции. А также такие электростанции построены в районе Махачкалы и Южно-Курильска, в Краснодарском крае эксплуатируется 45 скважин с температурой от 70 до 115 °С с единичной мощностью от 1 до 5 МВт.

Недостатком всех имеющихся геотермальных электростанций является то, что располагать их возможно только там, где есть горячие источники. Однако ведутся исследования, которые позволят использовать тепло земных недр повсеместно.

Рис. 2.12. Геотермальная электростанция

Ученые выдвинули идею бурения скважин на глубину в 46 километров, где температура будет достигать 150 – 200°C. Сейчас его испытывают в рамках экспериментального проекта, реализуемого совместно немецкими, французскими и британскими учеными в Эльзасе. В ходе испытаний уже удалось получить геотермальный пар, и в скором будущем ученые надеются получить с помощью него электрический ток.

Заслуживает внимание изобретение российского инженера Александра Калины, предложившего двухконтурную схему, где в качестве второй жидкости, которой горячая вода из земных недр передает свою энергию, используют двухкомпонентную водно аммиачную смесь. Свойства этой смеси позволяют оптимизировать перенос тепла при ее испарении и конденсации. КПД таких электростанций гораздо выше по сравнению с традиционными геотермальными электростанциями.