• Filipínska elektráreň Makiling-Banahau má kapacitu približne 500 MW.
• Ďalšia filipínska elektráreň s názvom Tiwi má kapacitu 330 MW.
• Imperial Valley v USA je komplex desiatich geotermálnych elektrární s celkovým výkonom 327 MW.
• Chronológia vývoja domácej geotermálnej energie

Ruská geotermálna energia sa začala rozvíjať v roku 1954, kedy bola prijatá rozhodnutie o vytvorení laboratória na štúdium prírodných termálnych zdrojov na Kamčatke.

1. 1966 – Bola spustená geotermálna elektráreň Pauzhetskaya s tradičným cyklom (suchá para) a výkonom 5 MW. Po 15 rokoch bola jeho kapacita zvýšená na 11 MW.
2. V roku 1967 začala fungovať stanica Paratunka s binárnym cyklom. Mimochodom, patent na unikátnu technológiu binárneho cyklu, ktorú vyvinuli a patentovali sovietski vedci S. Kutateladze a L. Rosenfeld, zakúpili mnohé krajiny.

Vysoká úroveň produkcie uhľovodíkov v 70. rokoch a kritická ekonomická situácia v 90. rokoch zastavili rozvoj geotermálnej energie v Rusku. Teraz sa však záujem o ňu znova objavil z niekoľkých dôvodov:

• Ceny ropy a plynu na domácom trhu sa približujú k svetovým cenám.
• Zásoby paliva sa rýchlo míňajú.
• Novoobjavené ložiská uhľovodíkov na šelfe Ďalekého východu a na arktickom pobreží sú v súčasnosti nerentabilné.

Máte radi veľké a výkonné autá? Prečítajte si zaujímavý článok o.

Ak potrebujete zariadenie na drvenie materiálov, prečítajte si toto.

Perspektívy rozvoja geotermálnych zdrojov v Rusku

Najperspektívnejšie oblasti Ruskej federácie z hľadiska využitia tepelnej energie na výrobu elektriny sú Kurilské ostrovy a Kamčatka.

Kamčatka má také potenciálne geotermálne zdroje s vulkanickými zásobami hydrotermálnej pary a energetických termálnych vôd, ktoré dokážu uspokojiť potreby regiónu na 100 rokov. Pole Mutnovskoye sa považuje za perspektívne, ktorého známe zásoby môžu poskytnúť až 300 MW elektriny. História rozvoja tejto oblasti sa začala geoprieskumom, hodnotením zdrojov, návrhom a výstavbou prvých Kamčatských geoPP (Pauzhetskaya a Paratunka), ako aj geotermálnej stanice Verkhne-Mutnovskaya s kapacitou 12 MW a Mutnovskaya s kapacitou 50 MW.

Na Kurilských ostrovoch fungujú dve elektrárne, ktoré využívajú geotermálnu energiu – na ostrove Kunashir (2,6 MW) a na ostrove Iturup (6 MW).

V porovnaní s energetickými zdrojmi jednotlivých filipínskych a amerických GeoPP domáce zariadenia na výrobu alternatívnej energie výrazne strácajú: ich celková kapacita nepresahuje 90 MW. Kamčatské elektrárne však napríklad zabezpečujú 25 % spotreby elektriny v regióne, čo v prípade neočakávaného prerušenia dodávok paliva neumožní obyvateľom polostrova zostať bez elektriny.

Rusko má všetky príležitosti na rozvoj geotermálnych zdrojov – petrotermálnych aj hydrogeotermálnych. Používajú sa však extrémne málo a perspektívnych oblastí je viac než dosť. Okrem Kurilských ostrovov a Kamčatky je praktická aplikácia možná aj na Severnom Kaukaze, Západnej Sibíri, Prímorsku, Bajkalskej oblasti a v Ochotsko-Čukotskom vulkanickom pásme.

PSPP

Popis jednotky plynovej turbíny

Inštalácia plynovej turbíny pozostáva z dvoch hlavných častí: výkonovej turbíny a elektrického generátora, ktoré sú umiestnené v jednom kryte. Vysokoteplotný prúd plynu pôsobí na lopatky výkonovej turbíny (vytvára krútiaci moment). Využitie tepla prostredníctvom výmenníka tepla alebo kotla na odpadové teplo zvyšuje celkovú účinnosť inštalácie.

Agregát plynovej turbíny môže pracovať s kvapalným aj plynným palivom: v normálnom prevádzkovom režime beží na plyn av rezervnom (núdzovom) režime sa automaticky prepne na motorovú naftu. Optimálnym prevádzkovým režimom jednotky s plynovou turbínou je kombinovaná výroba tepelnej a elektrickej energie. Plynové turbíny v energetike pracujú v základnom režime aj na pokrytie špičkového zaťaženia.

Aplikácia jednotiek plynových turbín[upraviť | upraviť zdrojový text]

V súčasnosti sa jednotky s plynovou turbínou začali vo veľkej miere využívať v maloobjemovej energetike [zdroj neuvedený 1350 dní].

GTU sú určené na prevádzku v akýchkoľvek klimatických podmienkach ako hlavný alebo záložný zdroj elektriny a tepla pre priemyselné alebo domáce objekty. Oblasti použitia jednotiek plynových turbín sú prakticky neobmedzené: ropný a plynárenský priemysel, priemyselné podniky, obce.

Blokovo-modulárna konštrukcia zariadení s plynovou turbínou zabezpečuje vysokú úroveň továrenskej pripravenosti elektrární s plynovou turbínou. Stupeň automatizácie elektrárne s plynovou turbínou umožňuje opustiť stálu prítomnosť personálu údržby v riadiacej jednotke. Činnosť stanice je možné sledovať z hlavného ovládacieho panela, na diaľku [zdroj neuvedený 1350 dní

Schéma vodnej priehrady

Princíp činnosti vodnej elektrárne je pomerne jednoduchý. Reťaz hydraulických štruktúr zabezpečuje potrebný tlak vody prúdiacej k lopatkám hydraulickej turbíny, ktorá poháňa generátory vyrábajúce elektrinu.

Potrebný tlak vody sa vytvára stavbou priehrady a v dôsledku koncentrácie rieky na určitom mieste alebo odklonom - prirodzeným tokom vody. V niektorých prípadoch sa na získanie požadovaného tlaku vody používa hrádza aj odklon spoločne.

Všetky energetické zariadenia sú umiestnené priamo v budove vodnej elektrárne. Podľa účelu má svoje špecifické členenie. V strojovni sú hydraulické jednotky, ktoré priamo premieňajú energiu prúdenia vody na elektrickú energiu. K dispozícii sú tiež všetky druhy doplnkových zariadení, riadiace a monitorovacie zariadenia pre prevádzku vodných elektrární, trafostanice, rozvádzačov a mnoho ďalšieho.

Vodné elektrárne sú rozdelené v závislosti od vyrobenej energie:

výkonný - vyrába od 25 MW a viac;

stredné - do 25 MW;

malé vodné elektrárne - do 5 MW.

Výkon vodnej elektrárne závisí od tlaku a prietoku vody, ako aj od účinnosti použitých turbín a generátorov. Vzhľadom na to, že podľa prírodných zákonitostí sa hladina vody neustále mení, v závislosti od ročného obdobia, ako aj z mnohých iných dôvodov, je zvykom brať cyklický výkon ako vyjadrenie výkonu vodnej elektrárne. . Ide napríklad o ročné, mesačné, týždenné alebo denné cykly prevádzky vodnej elektrárne.

Malá vodná elektráreň typická pre horské oblasti Číny (vodná elektráreň Houzibao, okres Xingshan, okres Yichang, provincia Hubei). Voda prichádza z hory čiernym potrubím

Vodné elektrárne sa tiež delia v závislosti od maximálneho využitia tlaku vody:

vysoký tlak - viac ako 60 m;

stredný tlak - od 25 m;

nízky tlak - od 3 do 25 m.

V závislosti od tlaku vody sa vo vodných elektrárňach používajú rôzne typy turbín. Pre vysokotlakové - korčekové a radiálno-axiálne turbíny s kovovými špirálovými komorami. Na stredotlakových vodných elektrárňach sú inštalované rotačné lopatkové a radiálno-axiálne turbíny, na nízkotlakových vodných elektrárňach sú rotačné lopatkové turbíny inštalované v železobetónových komorách. Princíp činnosti všetkých typov turbín je podobný - voda pod tlakom (tlak vody) vstupuje do lopatiek turbíny, ktoré sa začínajú otáčať. Mechanická energia sa tak prenáša do hydrogenerátora, ktorý vyrába elektrickú energiu. Turbíny sa líšia v niektorých technických charakteristikách, ako aj komorách - oceľových alebo železobetónových a sú určené pre rôzne tlaky vody.

Vodné elektrárne sú tiež rozdelené v závislosti od princípu využívania prírodných zdrojov, a teda aj výslednej koncentrácie vody. Tu možno rozlíšiť tieto vodné elektrárne:

prietokové a priehradné vodné elektrárne. Toto sú najbežnejšie typy vodných elektrární. Tlak vody v nich vzniká inštaláciou hrádze, ktorá úplne zablokuje rieku alebo zdvihne hladinu vody v nej na požadovanú úroveň. Takéto vodné elektrárne sú postavené na rovinatých riekach s vysokou vodou, ako aj na horských riekach, v miestach, kde je koryto užšie a stlačenejšie.

priehradné vodné elektrárne. Sú postavené pri vyššom tlaku vody. V tomto prípade je rieka úplne blokovaná priehradou a samotná budova vodnej elektrárne sa nachádza za priehradou, v jej spodnej časti. Voda sa v tomto prípade privádza do turbín cez špeciálne tlakové tunely, a nie priamo, ako v prietokových vodných elektrárňach.

diverzné vodné elektrárne. Takéto elektrárne sa stavajú na miestach, kde je vysoký svah rieky. Požadovaná koncentrácia vody vo vodnej elektrárni tohto typu sa vytvára odklonom. Voda sa z koryta odvádza špeciálnymi drenážnymi systémami. Tie sú narovnané a ich sklon je výrazne menší ako priemerný sklon rieky. Vďaka tomu je voda dodávaná priamo do budovy vodnej elektrárne. Odklonové vodné elektrárne môžu byť rôzneho typu – voľnoprietokové alebo s tlakovým odklonom. V prípade tlakového odklonu sa vodovodné potrubie ukladá s veľkým pozdĺžnym sklonom. V inom prípade sa na začiatku odklonu vytvorí na rieke vyššia hrádza a vytvorí sa nádrž - táto schéma sa nazýva aj zmiešaná, keďže sa používajú oba spôsoby vytvárania požadovanej koncentrácie vody.

prečerpávacích elektrární. Takéto prečerpávacie elektrárne sú schopné akumulovať vyrobenú elektrinu a uviesť ju do prevádzky v čase špičkového zaťaženia. Princíp činnosti takýchto elektrární je nasledovný: v určitých obdobiach (nie v špičkovom zaťažení) fungujú bloky prečerpávacích elektrární ako čerpadlá z externých zdrojov energie a čerpajú vodu do špeciálne vybavených horných bazénov. Keď vznikne dopyt, voda z nich vstupuje do tlakového potrubia a poháňa turbíny.

Vodné elektrárne môžu v závislosti od účelu zahŕňať aj ďalšie konštrukcie, ako sú plavebné komory alebo lodné výťahy, ktoré uľahčujú plavbu cez nádrž, rybie priechody, konštrukcie na prívod vody používané na zavlažovanie a oveľa viac.

Hodnota vodnej elektrárne spočíva v tom, že na výrobu elektrickej energie využíva obnoviteľné prírodné zdroje. Vzhľadom na to, že nie je potrebné dodatočné palivo pre vodné elektrárne, sú konečné náklady na vyrobenú elektrinu výrazne nižšie ako pri použití iných typov elektrární.

Vlastnosti[upraviť | upraviť zdrojový text]

Náklady na elektrinu v ruských vodných elektrárňach sú viac ako dvakrát nižšie ako v tepelných elektrárňach.

Hydroelektrické turbíny umožňujú prevádzku vo všetkých režimoch od nuly po maximálny výkon a v prípade potreby umožňujú plynulé zmeny výkonu, pričom pôsobia ako regulátor výroby elektriny.

Tok rieky je obnoviteľným zdrojom energie.

Výstavba vodných elektrární je zvyčajne kapitálovo náročnejšia ako tepelných elektrární.

Účinné vodné elektrárne sú často od spotrebiteľov vzdialenejšie ako tepelné elektrárne.

Nádrže často zaberajú veľké plochy, ale približne od roku 1963 sa začali používať ochranné stavby (Kyjevská vodná elektráreň), ktoré obmedzili plochu nádrže a v dôsledku toho obmedzili plochu zaplavenej hladiny ( polia, lúky, dediny).

Priehrady často menia charakter rybárskych revírov, pretože blokujú prechod sťahovavých rýb do neresísk, no často prispievajú k zvyšovaniu obsádok rýb v samotnej nádrži a realizácii chovu rýb.

Vodné elektrárne na jednej strane zlepšujú plavbu, no na druhej strane vyžadujú použitie plavebných komôr na premiestňovanie lodí z jedného bazéna do druhého.

Nádrže robia klímu miernejšou.

Výhody a nevýhody[upraviť | upraviť zdrojový text] V tejto časti chýbajú odkazy na zdroje informácií.

Informácie musia byť overiteľné, inak môžu byť spochybnené a vymazané.

Tento článok môžete upraviť tak, aby obsahoval odkazy na dôveryhodné zdroje.

Výhody

využívanie obnoviteľnej energie;

veľmi lacná elektrina;

práca nie je sprevádzaná škodlivými emisiami do atmosféry;

rýchly (vzhľadom na CHP/CHP) prístup do režimu prevádzkového výkonu po zapnutí stanice.

Nedostatky

zaplavovanie ornej pôdy;

výstavba sa vykonáva len tam, kde sú veľké zásoby vodnej energie;

horské rieky sú nebezpečné z dôvodu vysokej seizmicity oblastí;

environmentálne problémy: znížené a neregulované vypúšťanie vody z nádrží na 10-15 dní (až do ich neprítomnosti), vedie k reštrukturalizácii jedinečných lužných ekosystémov pozdĺž celého koryta, v dôsledku čoho dochádza k znečisteniu riek, redukcii trofických reťazcov, úbytku rýb početnosť, likvidácia vodných bezstavovcov, zvýšená agresivita zložiek pakomárov (komárov) v dôsledku podvýživy v larválnych štádiách, zánik hniezdísk pre mnohé druhy sťahovavých vtákov, nedostatočná vlhkosť lužnej pôdy, negatívna sukcesia rastlín (úbytok fytomasy), zníženie toku živín do oceánov.

PSPP využíva pri svojej prevádzke buď komplex generátorov a čerpadiel, alebo reverzibilné hydroelektrárne, ktoré sú schopné pracovať v generátorovom aj čerpacom režime. Prečerpávacia elektráreň pri nočnom poklese spotreby energie získava lacnú elektrinu z elektrickej siete a využíva ju na prečerpávanie vody do horného bazéna (režim čerpania). Počas ranných a večerných špičiek spotreby energie prečerpávacia elektráreň vypúšťa vodu z horného toku do dolného toku, pričom vyrába drahú špičkovú elektrinu, ktorú posiela do elektrickej siete (režim generátora).

Vo veľkých energetických sústavách môže mať veľký podiel kapacita tepelných a jadrových elektrární, ktoré pri nočnom poklese spotreby energie nedokážu rýchlo znížiť výrobu elektriny alebo to robia s veľkými stratami. Táto skutočnosť vedie k vzniku výrazne vyšších komerčných nákladov na špičkovú elektrinu v elektrizačnej sústave v porovnaní s nákladmi na elektrinu vyrobenú v noci. V takýchto podmienkach je využitie prečerpávacích elektrární nákladovo efektívne a zvyšuje tak efektivitu využitia iných kapacít (vrátane dopravných), ako aj spoľahlivosť dodávok energie.

Skúsenosti s využitím prečerpávacích elektrární na reguláciu elektrických pomerov ukázali, že sú nielen výrobným zdrojom, ale aj zdrojom poskytovania systémových služieb, ktoré prispievajú jednak k optimalizácii denného harmonogramu záťaže, ako aj k zvýšeniu spoľahlivosti a kvality dodávky elektrickej energie.

História[upraviť | upraviť zdrojový text]

Prvé prečerpávacie elektrárne sa v západnej Európe objavili koncom 19. storočia. Takže v roku 1882 vo Švajčiarsku, v blízkosti Zürichu, bolo postavené zariadenie Lettem s dvoma čerpadlami s celkovým výkonom 103 kW. O 12 rokov neskôr začalo podobné zariadenie fungovať v jednej z talianskych spriadacích závodov. Ak do začiatku 20. storočia celkový počet prečerpávacích elektrární na svete nepresiahol štyri, tak začiatkom 60. rokov dosiahol 72 a do roku 2010 - 460.

PSPP v Rusku a bývalom ZSSR[upraviť | upraviť zdrojový text]

Rusko[upraviť | upraviť zdrojový text]

Prečerpávací komplex Moskovského kanála

Kuban PSPP,

Zagorskaya PSPP,

Zagorskaya PSPP-2 vo výstavbe,

Vodná elektráreň Zelenčukskaja vo výstavbe,

Leningrad PSPP vo výstavbe na rieke Shapsha.

Predpokladaný Vladimir PSPP na rieke Klyazma.

Projektovaná prečerpávacia elektráreň Kursk na chladiacom rybníku JE Kursk.

Projektovaná prečerpávacia elektráreň Volokolamsk na rieke Sestra.

Projektovaný centrálny PSPP na rieke Tudovka.

Projektovaná prečerpávacia elektráreň Labinskaya na rieke Laba.

Ukrajina[upraviť | upraviť zdrojový text]

Kyjev PSPP

Tashlyk PSPP (Juhoukrajinský energetický komplex)

Dnester PSPP (vo výstavbe)

Kanevskaya PSPP (vo výstavbe)

Litva[upraviť | upraviť zdrojový text]

Kruonis PSPP

Schéma prevádzky jadrovej elektrárne na báze dvojokruhového tlakovodného reaktora (VVER)

Na obrázku je znázornená schéma prevádzky jadrovej elektrárne s dvojokruhovým tlakovodným energetickým reaktorom. Energia uvoľnená v aktívnej zóne reaktora sa prenáša do primárneho chladiva. Ďalej chladivo vstupuje do výmenníka tepla (parogenerátora), kde ohrieva vodu sekundárneho okruhu do varu. Výsledná para vstupuje do turbín, ktoré otáčajú elektrické generátory. Na výstupe z turbín para vstupuje do kondenzátora, kde je ochladzovaná veľkým množstvom vody prichádzajúcej zo zásobníka.

Kompenzátor tlaku je pomerne zložitá a ťažkopádna konštrukcia, ktorá slúži na vyrovnávanie kolísaní tlaku v okruhu počas prevádzky reaktora, ktoré vznikajú v dôsledku tepelnej rozťažnosti chladiacej kvapaliny. Tlak v 1. okruhu môže dosiahnuť až 160 atmosfér (VVER-1000).

Okrem vody sa kovové taveniny môžu použiť ako chladivo v rôznych reaktoroch: sodík, olovo, eutektická zliatina olova s ​​bizmutom atď. Použitie chladív tekutých kovov umožňuje zjednodušiť konštrukciu plášťa aktívnej zóny reaktora (na rozdiel od vodného okruhu tlak v okruhu tekutého kovu nepresahuje atmosférický tlak), zbavte sa kompenzátora tlaku.

Celkový počet okruhov sa môže pre rôzne reaktory líšiť, schéma na obrázku je znázornená pre reaktory typu VVER (Water-Water Energy Reactor). Reaktory typu RBMK (High Power Channel Type Reactor) využívajú jeden vodný okruh, rýchle neutrónové reaktory - dva sodíkové a jeden vodný okruh, perspektívne projekty reaktorovne SVBR-100 a BREST predpokladajú dvojokruhový dizajn, s ťažkým chladivom v primárnom okruhu a voda v druhom .

Ak nie je možné použiť na kondenzáciu pary veľké množstvo vody, namiesto zásobníka je možné vodu chladiť v špeciálnych chladiacich vežiach, ktoré sú vzhľadom na svoju veľkosť zvyčajne najviditeľnejšou časťou jadrovej elektrárne.

Prílivová elektráreň (TPP)

Prílivová elektráreň (TPP) je špeciálny typ vodnej elektrárne, ktorá využíva energiu prílivu a odlivu a v skutočnosti kinetickú energiu rotácie Zeme. Prílivové elektrárne sú postavené na brehoch morí, kde gravitačné sily Mesiaca a Slnka menia hladinu vody dvakrát denne. Kolísanie hladiny vody v blízkosti brehu môže dosiahnuť 18 metrov.

Existuje názor, že prevádzka prílivových elektrární spomaľuje rotáciu Zeme, čo môže viesť k negatívnym environmentálnym dôsledkom. Vzhľadom na kolosálnu hmotnosť Zeme je však kinetická energia jej rotácie (~1029 J) taká veľká, že prevádzka prílivových staníc s celkovou kapacitou 1000 GW predĺži dĺžku dňa len o ~10− 14 sekúnd za rok, čo je o 9 rádov menej ako prirodzené prílivové brzdenie (~2 ·10−5 s za rok).

Na získanie energie je záliv alebo ústie rieky zablokované priehradou, v ktorej sú inštalované hydraulické jednotky, ktoré môžu pracovať v režime generátora aj v režime čerpadla (na čerpanie vody do nádrže na následnú prevádzku v neprítomnosti prílivu a odlivu). V druhom prípade sa nazývajú prečerpávacie elektrárne.

V Rusku od roku 1968 funguje experimentálna TPP v zálive Kislaya na pobreží Barentsovho mora. Od roku 2009 je jeho kapacita 1,7 MW. Severná TPP s kapacitou 12 MW je v štádiu projektovania. V sovietskych časoch boli vypracované projekty na výstavbu TPP v Mezen Bay (kapacita 11 000 MW) na Bielom mori, Penzhinskaya Bay a Tugursky Bay (kapacita 8000 MW) na Okhotskom mori, v súčasnosti stav týchto projektov. je neznáma, s výnimkou JE Mezen zaradenej do investičného projektu RAO UES. Penzhinskaya TPP by sa mohla stať najvýkonnejšou elektrárňou na svete – projektovaná kapacita je 87 GW.

V zahraničí sú VSZ - vo Francúzsku, Veľkej Británii, Kanade, Číne, Indii, USA a ďalších krajinách. TPP "La Rance", postavená v ústí rieky. Rance (Severné Bretónsko) má najväčšiu priehradu na svete, jej dĺžka je 800 m. Priehrada slúži aj ako most, ktorý vedie vysokorýchlostnú diaľnicu spájajúcu mestá St.Malo a Dinard. Výkon stanice je 240 MW.

Ďalšie známe stanice: juhokórejská - TPP Sihwa (výkon 254 MW), kanadská - TPP Annapolis a nórska - TPP Hammerfest.

Výhodou PES je šetrnosť k životnému prostrediu a nízke náklady na výrobu energie. Nevýhodou sú vysoké náklady na výstavbu a výkon, ktorý sa mení počas dňa, a preto môže PES fungovať len ako súčasť energetického systému, ktorý má dostatočný výkon z iných typov elektrární.

Geotermálna elektráreň (GeoPP alebo GeoTES)- druh elektrárne, ktorá vyrába elektrickú energiu z tepelnej energie z podzemných zdrojov (napríklad gejzírov).

Geotermálna energia je energia získaná z prirodzeného tepla Zeme. Toto teplo je možné dosiahnuť pomocou studní. Geotermálny gradient vo vrte sa zvyšuje o 1 °C každých 36 metrov. Toto teplo je dodávané na povrch vo forme pary alebo horúcej vody. Toto teplo je možné využiť ako priamo na vykurovanie domov a budov, tak aj na výrobu elektriny. Termálne oblasti sa nachádzajú v mnohých častiach sveta.

Podľa rôznych odhadov je teplota v strede Zeme najmenej 6 650 °C. Rýchlosť ochladzovania Zeme je približne 300-350 °C za miliardu rokov. Zem vyžaruje 42·1012 W tepla, z čoho 2 % absorbuje kôra a 98 % plášť a jadro. Moderné technológie nám neumožňujú dostať sa k teplu, ktoré sa uvoľňuje príliš hlboko, no 840 000 000 000 W (2 %) dostupnej geotermálnej energie dokáže pokryť potreby ľudstva na dlhú dobu. Oblasti okolo okrajov kontinentálnych platní sú najlepšími miestami na výstavbu geotermálnych rastlín, pretože kôra v takýchto oblastiach je oveľa tenšia.

Existuje niekoľko spôsobov, ako získať energiu z geotermálnych elektrární:

Priama schéma: para je nasmerovaná potrubím do turbín pripojených k elektrickým generátorom;

Nepriama schéma: podobná priamej schéme, ale predtým, ako para vstúpi do potrubia, je očistená od plynov, ktoré spôsobujú zničenie potrubia;

Zmiešaná schéma: podobná priamej schéme, ale po kondenzácii sa z vody odstránia plyny, ktoré sa v nej nerozpustili.

Binárna schéma: pracovnou kvapalinou nie je termálna voda alebo para, ale iná kvapalina s nízkym bodom varu. Termálna voda prechádza cez výmenník tepla, kde z inej kvapaliny vyrába paru, ktorá sa používa na otáčanie turbíny.

Veterná elektráreň- niekoľko veterných turbín, zhromaždených na jednom alebo viacerých miestach a spojených do jednej siete. Veľké veterné farmy môžu pozostávať zo 100 alebo viacerých veterných generátorov. Niekedy sa veterné elektrárne nazývajú „veterné farmy“ (z angl. Wind farm).

Veterné elektrárne sa budujú na miestach s vysokou priemernou rýchlosťou vetra – od 4,5 m/s a vyššie.

Vypracúva sa predbežná štúdia potenciálu územia. Anemometre sú inštalované v nadmorskej výške 30 až 100 metrov a jeden až dva roky zbierajú informácie o rýchlosti a smere vetra. Získané informácie je možné spojiť do máp dostupnosti veternej energie. Takéto mapy (a špeciálny softvér) umožňujú potenciálnym investorom odhadnúť mieru návratnosti investície do projektu.

Bežné meteorologické informácie nie sú vhodné na výstavbu veterných elektrární, pretože tieto informácie o rýchlostiach vetra sa zbierali na úrovni terénu (do 10 metrov) a v mestách alebo na letiskách.

V mnohých krajinách sú mapy vetra pre veternú energiu vytvorené vládnymi agentúrami alebo s vládnou pomocou. Napríklad v Kanade ministerstvo rozvoja a ministerstvo prírodných zdrojov vytvorili kanadský atlas vetra a WEST (Wind Energy Simulation Toolkit) - počítačový model, ktorý vám umožňuje naplánovať inštaláciu veterných generátorov v ktorejkoľvek oblasti Kanady. . V roku 2005 Rozvojový program OSN vytvoril veternú mapu pre 19 rozvojových krajín.

Rýchlosť vetra sa zvyšuje s výškou. Preto sa na vrcholkoch kopcov alebo kopcov stavajú veterné elektrárne a na vežiach vysokých 30-60 metrov sú inštalované generátory. Zohľadňujú sa objekty, ktoré môžu ovplyvniť vietor: stromy, veľké budovy atď.

Ekologický efekt

Pri výstavbe veterných elektrární sa zohľadňuje vplyv veterných generátorov na životné prostredie. Zákony v Spojenom kráľovstve, Nemecku, Holandsku a Dánsku obmedzujú hladinu hluku z prevádzkovanej veternej turbíny na 45 dB počas dňa a 35 dB v noci. Minimálna vzdialenosť od inštalácie k obytným budovám je 300 m.

Moderné veterné elektrárne prestávajú fungovať počas sezónnej migrácie vtákov.

Typy veterných elektrární

Ground

Pobrežná veterná farma v Španielsku. Postavený na vrchole kopcov.

Pobrežná veterná farma neďaleko Ainaži v Lotyšsku.

Najbežnejší typ veternej elektrárne súčasnosti. Veterné turbíny sú inštalované na kopcoch alebo vo vyšších nadmorských výškach.

Priemyselný veterný generátor je postavený na pripravenom mieste za 7-10 dní. Získanie regulačných povolení pre veternú farmu môže trvať rok alebo viac.

Stavba si vyžaduje cestu na stavenisko, ťažké zdvíhacie zariadenia s dosahom výložníka viac ako 50 metrov, keďže gondoly sú inštalované vo výške asi 50 metrov.

Elektráreň je pripojená káblom na prenosovú elektrickú sieť.

Najväčšou veternou farmou je v súčasnosti elektráreň v Roscoe, Texas, USA. Veterný park Roscoe spustil 1. októbra 2009 nemecký energetický koncern E.ON. Stanicu tvorí 627 veterných turbín vyrobených spoločnosťami Mitsubishi, General Electric a Siemens. Celkový výkon je približne 780 MW. Plocha elektrárne je najmenej 400 km².

pobrežných

Výstavba pobrežnej elektrárne v Nemecku.

Pobrežné veterné farmy sa stavajú kúsok od pobrežia mora alebo oceánu. Na pobreží fúka s dennou frekvenciou vánok, ktorý je spôsobený nerovnomerným zahrievaním povrchu pevniny a nádrže. Denný alebo morský vánok sa presúva z vodnej hladiny na pevninu a nočný alebo pobrežný vánok sa presúva z ochladeného pobrežia k nádrži.

Offshore

Veterné elektrárne na mori sú postavené v mori: 10-60 kilometrov od pobrežia. Veterné elektrárne na mori majú niekoľko výhod:

sú prakticky neviditeľné z brehu;

nezaberajú pôdu;

majú väčšiu účinnosť vďaka pravidelným morským vetrom.

Elektrárne na mori sú postavené v oblastiach mora s malou hĺbkou. Veže veterných turbín sú inštalované na základoch z pilót zarazených do hĺbky až 30 metrov. Elektrina sa prenáša na zem cez podmorské káble.

Výstavba elektrární na mori je drahšia ako ich pobrežných náprotivkov. Generátory vyžadujú vyššie veže a ťažšie základy. Slaná morská voda môže viesť ku korózii kovových konštrukcií.

Na konci roka 2008 bola celková kapacita pobrežných elektrární na celom svete 1 471 MW. V roku 2008 bolo celosvetovo vybudovaných 357 MW offshore kapacity. Najväčšou pobrežnou elektrárňou v roku 2009 bola elektráreň Middelgrunden (Dánsko) s inštalovaným výkonom 40 MW. V roku 2013 najväčší bol London Array (UK) s inštalovaným výkonom 630 MW

Zdvíhacie plavidlá sa používajú na výstavbu a údržbu takýchto elektrární.

plávajúce

Výstavba prvej plávajúcej elektrárne. Nórsko. máj 2009.

Prvý prototyp plávajúcej veternej turbíny postavila spoločnosť H Technologies BV v decembri 2007. Veterný generátor s výkonom 80 kW je inštalovaný na plávajúcej plošine 10,6 námorných míľ od pobrežia južného Talianska v morskej oblasti hlbokej 108 metrov.

Nórska spoločnosť StatoilHydro vyvinula plávajúce veterné turbíny pre hlbokomorské stanice. StatoilHydro postavil demonštračnú verziu 2,3 ​​MW v septembri 2009. Turbína s názvom Hywind váži 5300 ton a je vysoká 65 metrov. Nachádza sa 10 kilometrov od ostrova Karmoy, neďaleko juhozápadného pobrežia Nórska.

Oceľová veža tohto veterného generátora ide pod vodu do hĺbky 100 metrov. Veža sa týči 65 metrov nad vodou. Priemer rotora je 82,4 m. Na stabilizáciu veže veterného generátora a jej ponorenie do danej hĺbky je v jej spodnej časti uložený balast (štrk a kamene). Vežu zároveň chránia pred unášaním tri káble s kotvami pripevnenými na dne. Elektrina sa prenáša na pobrežie cez podmorský kábel.

V budúcnosti spoločnosť plánuje zvýšiť výkon turbíny na 5 MW a priemer rotora na 120 metrov.

Zdroje našej planéty nie sú nekonečné. Používaním prírodných uhľovodíkov ako hlavného zdroja energie ľudstvo riskuje, že jedného dňa zistí, že sú vyčerpané a povedie to ku globálnej kríze v spotrebe známych tovarov. 20. storočie bolo obdobím veľkých zmien v energetike. Vedci a ekonómovia v rôznych krajinách vážne uvažujú o nových spôsoboch výroby a obnoviteľných zdrojov elektriny a tepla. Najväčší pokrok sa dosiahol v oblasti jadrového výskumu, ale objavili sa zaujímavé nápady týkajúce sa prospešného využitia iných prírodných javov. Vedci už dlho vedia, že naša planéta je vo vnútri horúca. Geotermálne elektrárne boli vytvorené, aby ťažili z hlboko uloženého tepla. Na svete je ich zatiaľ málo, no snáď časom pribudnú. Aké sú ich perspektívy, sú nebezpečné a môžeme počítať s vysokým podielom elektrární s plynovou turbínou na celkovom objeme vyrobenej energie?

Prvé kroky

Vedci pri odvážnom hľadaní nových zdrojov energie zvažovali veľa možností. Študovali sa možnosti využitia energie prílivu a odlivu Svetového oceánu a transformácie slnečného svetla. Spomenuli si aj na staré veterné mlyny, vybavili ich generátormi namiesto kamenných mlynských kameňov. Veľký záujem sú aj o geotermálne elektrárne, schopné generovať energiu z tepla spodných horúcich vrstiev zemskej kôry.

V polovici šesťdesiatych rokov ZSSR nepociťoval nedostatok zdrojov, ale energetická dostupnosť národného hospodárstva napriek tomu zostala veľmi neuspokojivá. Dôvodom zaostávania za priemyselnými krajinami v tejto oblasti nebol nedostatok uhlia, ropy či vykurovacieho oleja. Obrovské vzdialenosti od Brestu po Sachalin sťažovali dodávanie energie, stalo sa veľmi drahé. Sovietski vedci a inžinieri navrhli najodvážnejšie riešenia tohto problému a niektoré z nich boli implementované.

V roku 1966 začala na Kamčatke fungovať geotermálna elektráreň Pauzhetskaya. Jeho výkon bol pomerne skromný, 5 megawattov, ale to stačilo na zásobovanie blízkych osád (dediny Ozernovsky, Shumnoye, Pauzhetki, dediny okresu Ust-Bolsheretsky) a priemyselných podnikov, najmä tovární na konzervovanie rýb. Stanica bola experimentálna a dnes môžeme pokojne povedať, že experiment bol úspešný. Ako zdroje tepla sa využívajú sopky Kambalnyj a Košelev. Prestavbu vykonali dve turbíno-generátorové jednotky, spočiatku každá 2,5 MW. O štvrťstoročie neskôr sa inštalovaný výkon zvýšil na 11 MW. Staré zariadenie úplne vyčerpalo svoju životnosť až v roku 2009, potom bola vykonaná kompletná rekonštrukcia, ktorá zahŕňala položenie ďalších potrubí chladiacej kvapaliny. Skúsenosti z úspešnej prevádzky podnietili energetických inžinierov k výstavbe ďalších geotermálnych elektrární. Dnes ich je v Rusku päť.

Ako to funguje

Počiatočné údaje: hlboko v zemskej kôre je teplo. Je potrebné ho premeniť na energiu, napríklad na elektrinu. Ako to spraviť? Princíp fungovania geotermálnej elektrárne je pomerne jednoduchý. Voda sa čerpá do podzemia cez špeciálnu studňu, ktorá sa nazýva vstupná alebo injekčná studňa (v angličtine injection, teda „injekcia“). Na určenie vhodnej hĺbky je potrebný geologický prieskum. V blízkosti vrstiev ohrievaných magmou by sa nakoniec mal vytvoriť podzemný tečúci bazén, ktorý hrá úlohu výmenníka tepla. Voda sa veľmi ohrieva a mení sa na paru, ktorá je cez ďalší vrt (pracovný alebo výrobný) privádzaná k lopatkám turbíny napojeným na os generátora. Na prvý pohľad všetko vyzerá veľmi jednoducho, ale v praxi sú geotermálne elektrárne oveľa zložitejšie a majú rôzne konštrukčné prvky kvôli prevádzkovým problémom.

Výhody geotermálnej energie

Tento spôsob získavania energie má nepopierateľné výhody. Po prvé, geotermálne elektrárne nevyžadujú palivo, ktorého zásoby sú obmedzené. Po druhé, prevádzkové náklady sa znižujú na náklady na technicky regulované práce na plánovanej výmene komponentov a údržbe technologického procesu. Doba návratnosti investície je niekoľko rokov. Po tretie, takéto stanice možno podmienečne považovať za ekologické. V tomto bode sú však ostré momenty, ale o nich neskôr. Po štvrté, pre technologické potreby nie je potrebná žiadna dodatočná energia; čerpadlá a iné energetické prijímače sú napájané z vyťažených zdrojov. Po piate, zariadenie okrem toho, že funguje na zamýšľaný účel, môže odsoľovať vodu Svetového oceánu, na brehoch ktorého sú zvyčajne postavené geotermálne elektrárne. Aj v tomto prípade však existujú výhody a nevýhody.

Nedostatky

Na fotkách vyzerá všetko jednoducho úžasne. Budovy a inštalácie sú esteticky príjemné, nestúpajú nad nimi žiadne oblaky čierneho dymu, iba biela para. Nie všetko je však také úžasné, ako sa zdá. Ak sa geotermálne elektrárne nachádzajú v blízkosti obývaných oblastí, obyvatelia okolitých oblastí sú obťažovaní hlukom, ktorý tieto podniky produkujú. Ale to je len viditeľná (alebo skôr počuteľná) časť problému. Pri vŕtaní hlbokých vrtov nikdy neviete predpovedať, čo z nich vylezie. Môže to byť toxický plyn, minerálne vody (nie vždy liečivé) alebo dokonca ropa. Samozrejme, ak geológovia narazia na vrstvu nerastných surovín, je to dokonca dobré, ale takýto objav by mohol úplne zmeniť zvyčajný spôsob života miestnych obyvateľov, takže regionálne úrady sa veľmi zdráhajú udeliť povolenie na vykonanie výskumných prác. . Vo všeobecnosti je výber miesta pre elektráreň s plynovou turbínou dosť ťažký, pretože v dôsledku jej prevádzky môže dôjsť k zlyhaniu zeme. Podmienky v zemskej kôre sa menia a ak zdroj tepla časom stratí tepelný potenciál, náklady na výstavbu budú márne.

Ako si vybrať miesto

Napriek mnohým rizikám sa geotermálne elektrárne stavajú v rôznych krajinách. Každý spôsob výroby energie má svoje výhody a nevýhody. Otázkou je, do akej miery sú dostupné iné zdroje. Energetická nezávislosť je napokon jedným zo základov štátnej suverenity. Krajina nemusí mať zásoby nerastov, ale má veľa sopiek, ako napríklad Island.

Malo by sa vziať do úvahy, že prítomnosť geologicky aktívnych zón je nevyhnutnou podmienkou pre rozvoj priemyslu geotermálnej energie. Pri rozhodovaní o výstavbe takéhoto zariadenia je však potrebné brať do úvahy bezpečnostné otázky, preto sa geotermálne elektrárne spravidla nestavajú v husto obývaných oblastiach.

Ďalším dôležitým bodom je dostupnosť podmienok na chladenie pracovnej tekutiny (vody). Pobrežie oceánu alebo mora je celkom vhodné ako miesto pre elektráreň s plynovou turbínou.

Kamčatka

Rusko je bohaté na všetky druhy prírodných zdrojov, ale to neznamená, že s nimi netreba zaobchádzať opatrne. V Rusku sa budujú geotermálne elektrárne av posledných desaťročiach čoraz aktívnejšie. Čiastočne pokrývajú energetické potreby odľahlých oblastí Kamčatky a Kurilských ostrovov. Okrem už spomínanej Pauzhetskaya GTPP bola na Kamčatke uvedená do prevádzky 12-megawattová Verkhne-Mutnovskaya GTPP (1999). Oveľa výkonnejšia je geotermálna elektráreň Mutnovskaya (80 MW), ktorá sa nachádza v blízkosti tej istej sopky. Spolu zabezpečujú viac ako tretinu spotreby energie regiónu.

Kurilské ostrovy

Región Sachalin je vhodný aj na výstavbu podnikov na výrobu geotermálnej energie. Existujú dve z nich: Mendeleevskaya a Okeanskaya GTPP.

Mendeleevskaja GTPP je navrhnutá tak, aby vyriešila problém dodávok energie na ostrov Kunashir, na ktorom sa nachádza osada mestského typu Južno-Kurilsk. Stanica nedostala svoje meno na počesť veľkého ruského chemika: tak sa volala ostrovná sopka. Výstavba začala v roku 1993 ao deväť rokov neskôr bol podnik uvedený do prevádzky. Pôvodne bol výkon 1,8 MW, no po modernizácii a spustení ďalších dvoch etáp dosiahol päť.

Na Kurilských ostrovoch na ostrove Iturup bola v tom istom roku 1993 založená ďalšia elektráreň s plynovou turbínou s názvom „Okeanskaya“. Začal fungovať v roku 2006 a o rok neskôr dosiahol projektovaný výkon 2,5 MW.

Svetová skúsenosť

Ruskí vedci a inžinieri sa stali priekopníkmi v mnohých odvetviach aplikovanej vedy, ale geotermálne elektrárne boli stále vynájdené v zahraničí. Prvá elektráreň na svete s plynovou turbínou (250 kW) bola talianska, prevádzka začala v roku 1904, jej turbínu roztáčala para pochádzajúca z prírodného zdroja. Predtým sa takéto javy používali iba na liečebné a rekreačné účely.

Postavenie Ruska v oblasti využívania geotermálneho tepla v súčasnosti tiež nemožno nazvať pokrokovým: nevýznamné percento elektriny vyrobenej v krajine pochádza z piatich staníc. Tieto alternatívne zdroje sú pre filipínske hospodárstvo najdôležitejšie: predstavujú jeden z každých piatich kilowattov vyrobených v republike. Vpred sa posunuli aj ďalšie krajiny vrátane Mexika, Indonézie a Spojených štátov amerických.

V rozľahlosti SNS

Úroveň rozvoja geotermálnej energie nie je vo väčšej miere ovplyvnená technologickým „vyspelosťou“ konkrétnej krajiny, ale uvedomením si jej vedúceho postavenia o naliehavej potrebe alternatívnych zdrojov. Existuje, samozrejme, „know-how“ o metódach boja proti vodnému kameňu vo výmenníkoch tepla, metódach riadenia generátorov a iných elektrických častí systému, ale táto metodika je odborníkom už dlho známa. V posledných rokoch prejavili mnohé postsovietske republiky veľký záujem o výstavbu geotermálnych elektrární. V Tadžikistane sa skúmajú oblasti, ktoré predstavujú geotermálne bohatstvo krajiny, prebieha výstavba 25-megawattovej stanice Dzhermakhbyur v Arménsku (región Syunik), zodpovedajúci výskum sa vykonáva v Kazachstane. Horúce pramene Brestskej oblasti sa stali predmetom záujmu bieloruských geológov: začali skúšobné vŕtanie dvojkilometrového vrtu Vychulkovskaja. Vo všeobecnosti má geoenergia s najväčšou pravdepodobnosťou budúcnosť.

So zemským teplom sa však musí zaobchádzať opatrne. Tento prírodný zdroj je tiež obmedzený.