Геотермальная энергия

Энергия земли. Тепловой насос и геотермальные установки

Геотермальная энергетика - производство электрической и тепловой энергии на геотермальных станциях за счет тепловой энергии, содержащейся в недрах земли. Источником такой энергии для здания и сооружения является тепловой насос. В отличие от других теплогенераторов (газовых, дизельных, электрических), он забирает накопленную землей или подземными грунтовыми водами тепло и передает его в дом. Обладает высоким, в сравнении с другими системами теплоснабжения, коэффициентом эффективности.

Тепловой насос может полностью покрыть потребности здания в тепле, ГВС, обеспечить пассивное кондиционирование, одновременно выполняя функции энергосберегающей системы вентиляции. Затраты электроэнергии по сравнению с традиционными системами отопления/кондиционирования уменьшаются в 2 раза.

 Принцип работы теплового насоса - «холодильник наоборот». Работает на электроэнергии, но выдаваемая тепловая мощность в 3-5 раз больше затрачиваемой электрической. Срок службы - 15-25 лет.

 

Тепловые насосы подразделяются на несколько видов:
Замкнутые

  • горизонтальные - коллектор размещается кольцами или спиралью в горизонтальных траншеях ниже глубины промерзания грунта (обычно от 1,2 м и более)
  • вертикальные - коллектор размещается вертикально в скважины глубиной до 200 м. (применяется когда площадь земельного участка не позволяет разместить контур горизонтально или существует угроза повреждения ландшафта).
  • водные - коллектор размещается спиралью или кольцами в водоеме ниже глубины промерзания

Открытые (в качестве теплообменной жидкости использует воду, циркулирующую непосредственно через систему геотермального теплового насоса в рамках открытого цикла, т.е. вода после прохождения по системе возвращается в землю).

   

Преимущества тепловых насосов:

  • Работают круглогодично, т.к. используют стабильный источник постоянной положительной температуры (грунт, вода).
  • Оснащены функцией охлаждения - обеспечивают пассивное кондиционирование здания через систему отопления или с помощью вентиляционных доводчиков.
  • Имеют встроенный бойлер, производят нагрев воды для бытовых нужд или бассейна.
  • Обеспечивают экономичную вентиляцию здания. Специальный модуль отбирает тепло из вытяжного воздуха и передает его в систему сбора тепла (рекуператор-теплообменник).

Схема действия ТНУ с использованием геотермальной энергии

Энергия воды. Малая гидроэнергетика
К малой гидроэнергетике относится широкий спектр гидроэнергетических объектов с установленной мощностью менее 25 МВт, в том числе мини-ГЭС (менее 5 МВт) и микро-ГЭС (3 кВт — 1 МВт). Принципиальное отличие малой энергетики от обычной заключается в отсутствии необходимости сооружения крупных гидротехнических объектов. Это упрощает строительство и лицензирование.

Микро-ГЭС

Использование энергии небольших водотоков с помощью малых гидроэлектростанций (мини- и микро-ГЭС) – одно из наиболее эффективных направлений развития альтернативной энергетики. Технико-экономический потенциал малой гидроэнергетики в России в настоящее время используется всего на 1%.

Мини- и микро-ГЭС использует энергию водных ресурсов и гидравлических систем с помощью гидроэнергетических установок малой мощности. Эффективны для электроснабжения дачных поселков, фермерских хозяйств, хуторов, небольших производств в труднодоступных районах - там, куда не выгодно прокладывать сети. Также они могут найти применение в конструктиве объектов водоснабжения, систем подачи воды, станций очистки сточных вод, которые потребляют большое количество электроэнергии. Применение мини-ГЭС существенно уменьшит зависимость таких предприятий от централизованного электроснабжения.

Источники энергии:

  • небольшие реки, ручьи;
  • естественные перепады высот на озерных водосбросах и оросительных каналах ирригационных плотин;
  • промышленные и канализационные сбросы;
  • перепады высот систем водоочистки и водоподготовки и других трубопроводов, предназначенных для перекачки различных видов жидких продуктов.

Гидроагрегат состоит из энергоблока, водозаборного устройства и устройства автоматического регулирования. Микро-ГЭС просты в конструкции и полностью автоматизированы, т.е. не требуют присутствия человека. Вырабатываемый ими электрический ток соответствует требованиям ГОСТа по частоте и напряжению.

Микро-ГЭС могут работать как параллельно с сетью, так и автономно, т.е. непосредственно питая потребителя. Полный ресурс работы станции составляет не менее 40 лет (не менее 5 лет до капитального ремонта).

 

Показатели

Мини-ГЭС

Дизель-генераторы

Мощность установки

3 кВт - 5 МВт

1 кВт - 5 МВт

Стоимость установленного кВт мощности

500 - 2 000 долл. США

300 - 700 долл. США

Себестоимость кВтч э/э

0,45 - 1 руб./кВтч

5 - 20 руб./кВтч

 

Партнеры