Солнечная энергетика в России Гелиоэнергетика. Использование солнечной энергии Геотермальная энергия Геотермальное теплоснабжение Мини-теплоэлектростанция на отходах

Геотермальное теплоснабжение

В последние годы в мире отмечается значительный рост мощностей геотермального теплоснабжения. Системы геотермального централизованного теплоснабжения в основном применяются в Европе (лидеры — Франция и Испания), а также в Китае, Японии и Турции. В США преобладают системы геотермального отопления отдельных домов.

Примером успешной реализации крупного геотермального теплофикационного проекта является создание системы геотермального теплоснабжения столицы Исландии г. Рейкьявика, которая обеспечивает около 99 % потребностей в тепле, потребляет 2 348 л/с геотермальной горячей воды температурой 86...127 °С. Эта система включает в себя деаэратор, насосную станцию, аварийные (резервные) баки, пиковую котельную и разветвленную сеть раздачи тепла.

В России имеются огромные возможности для развития многих регионов, основанные на отказе от дорогого привозного топлива и переводе энергоснабжения на местные, прежде всего геотермальные, ресурсы. Наиболее подготовленными в этом смысле являются Камчатка, Северный Кавказ и Калининградская обл.

В настоящее время в Краснодарском крае реализуется проект комплексного использования геотермальных ресурсов в локальной системе теплоэлектроснабжения г. Лабинска. Энергия геотермального теплоносителя будет максимально использована для выработки электроэнергии, теплоснабжения жилищно-коммунального хозяйства, обогрева тепличных хозяйств, гостиничного комплекса, больницы, горячих плавательных и бальнеологических бассейнов, а также для производственных нужд сахарного завода и других предприятий (рис. 4.3).

Введение такой станции в проект позволит значительно повысить его эффективность путем использования геотермального тепла для выработки электроэнергии в летний неотопительный сезон.

Рис. 4.3. Принципиальная схема использования геотермальных ресурсов

для тепло- и электроснабжения г. Лабинска

(при температуре воздуха ниже - 2,6 °С)

В последние годы в системах теплоснабжения широко применяют тепловые насосы с использованием геотермальных источников энергии. В большинстве случаев это низкопотенциальные (так называемые «грунтовые», или «фоновые») геотермальные ресурсы, лежащие на глубине нескольких десятков или сотен метров.

Широкое распространение получили следующие способы извлечения первичного тепла:

– получение геотермальной воды из скважин; применение горизонтальных грунтовых теплообменников;

– устройство теплообменников типа «труба в трубе» в скважине;

– сооружение теплообменников в опорах фундаментов и других элементах конструкций зданий.

Для работы компрессоров тепловых насосов обычно применяют электропривод. Наблюдается тенденция снижения верхнего температурного уровня в системах теплоснабжения до 30...40 °С с устройством обогрева под полом, что позволяет уменьшить электропотребление компрессоров и повысить эффективность тепловых насосов в целом.

Наибольшее развитие эти технологии получили в США, Швеции, Канаде, Германии, Швейцарии и Австрии. В последние годы использование тепловых насосов значительно увеличилось. Особенно это ярко выражено в США, где в 1997 г. работало около 45 тыс. геотермальных тепловых насосов, а в настоящее время прирост их количества составляет около 50 тыс. шт/год, в том числе 46 % – с использованием закрытых вертикальных теплообменников, 38 – горизонтальных и 15 % – открытых систем.

Ожидается дальнейший ежегодный рост на 10 % установленной мощности тепловых насосов в США (на сегодняшний день в США установлено более 500 тыс. тепловых насосов). В Швейцарии в среднем один тепловой насос приходится на 2 км территории. В нормах проектирования и строительства зданий в Швейцарии предусмотрено обязательное использование геотермальных тепловых насосов для теплоснабжения.

Россия, как северная страна с большой территорией, в первую очередь нуждается в развитии локальных систем теплоснабжения с применением тепловых насосов. Для этих целей высокоэффективными являются тепловые насосы с использованием грунтового тепла. Эти технологии активно развиваются в мире, а в настоящее время осваиваются в Москве и других города России. При строительстве аквадрома и других зданий в Москве предусмотрено применение тепловых насосов для систем нагрева воды и отопления. На юго-западе Москвы успешно работает система горячего водо­снабжения 18-этажного жилого дома. Использование тепла фунта земли (шесть скважин-теп­лообменников на глубине до 30 м) в тепловых насосах вместе с утилизацией тепла вентиляционных выбросов позволяет обеспечить более дешевое, бесперебойное, круглогодичное горячее водоснабжение дома.

Контрольные вопросы к главе 4

Ваши представления о геотермальной энергетике?

Где используется геотермальная энергия для отопления?

Начертите схему геотермальной электростанции.

Как используется геотермальная энергия в вашем регионе?

Как применяется геотермальная энергия в России?

природоохранные технологии. Так на поспешно построенных быстросборных котельных в микрорайонах с многоэтажными жилыми зданиями отсутствуют локальные очистные сооружения, а за основу очистки дымовых газов взят метод рассеивания. Высота дымовых труб этих котельных 30-45 м, что приводит к образованию шлейфа дымовых газов, агрессивно воздействующих в первую очередь на жителей верхних этажей домов, находящихся вблизи новых источников тепловой энергии. Заявление о том, что работающая на природном газе котельная безопасна для окружающей среды, научно необоснованна, т.е. не выполняются международные и российские требования в части природоохранных технологий.
Использование водной энергии земли