Энергия

Геотермальная энергия

Около 4 % всех запасов воды на нашей планете сосредоточено под землёй— в толщах горных пород.

Воды, температура которых превышает 20 оС, называют термальными (от греч. «терме» — «тепло», «жар»).

Нагреваются подземные озёра и реки в результате радиоактивных процессов и химических реакций, протекающих в недрах Земли. В районах вулканической деятельности на глубине 500—1000 м встречаются бассейны с температурой 150—250 °С; вода в них находится под большим давлением и поэтому не кипит. В горных областях термальные воды нередко выходят на поверхность в виде горячих источников с температурой до 90 оС.

Люди научились использовать глубинное тепло Земли в хозяйственных целях. В странах, где термальные воды подходят близко к поверхности, сооружают геотермальные электростанции (ТЭС). Они преобразуют тепловую энергию подземных источников в электрическую.

В России первая ТЭС мощностью 5 МВт была построена в 1966 г. на юге Камчатки, в долине реки Паужетка, в районе вулканов Кошелева и Камбального.

В 1980 г. её мощность составляла уже 11 МВт. В Италии, в районах Ландерелло, Монте-Амиата и Травеле, работают 11 таких станций общей мощностью 384 МВт. ТЭС действуют также в США (в Калифорнии, в Долине больших гейзеров), Исландии (у озера Миватн), Новой Зеландии (в районе Уайракеи), Мексике и Японии.

Геотермальные станции устроены относительно просто: здесь нет котельной, оборудования для подачи топлива, улавливателей золы и многих других приспособлений, необходимых для обычных тепловых электростанций. Поскольку топливо у ТЭС бесплатное, то и себестоимость вырабатываемой электроэнергии в несколько раз ниже.

Существует несколько схем получения электроэнергии на геотермальной электростанции. Прямая схема: природный пар направляется по трубам в турбины, соединённые с электрогенераторами. Непрямая схема: пар предварительно (до того, как он попадёт в турбины) очищают от газов, вызывающих разрушение труб. Смешанная схема: неочищенный пар поступает в турбины, а затем из воды, образовавшейся в результате конденсации, удаляют не растворившиеся в ней газы.

Именно по смешанной схеме работает Паужетская электростанция. Пароводяная смесь, содержащая тепло в количестве 840 кДж/кг, выводится через буровую скважину глубиной 350 м на поверхность и направляется в сепарационное устройство. Здесь пар при давлении 225 кПа (свыше 2 атм) отделяется от воды и по трубам поступает в турбины; те вращаются и приводят в действие электрогенераторы.

Отработавший в турбинах пар попадает в смешивающий конденсатор, где охлаждается и превращается в воду. Выделившиеся при этом газы (азот и кислород) удаляют насосом.

Горячую воду (120 °С) используют для теплоснабжения населённых пунктов. Вода для охлаждения пара подаётся самотёком по трубопроводу длиной 600 м из реки Паужетки.

В России, Болгарии, Венгрии, Грузии, Исландии, Новой Зеландии, США, Японии и других странах термальными водами обогревают здания, теплицы, парники, плавательные бассейны. А столица Исландии Рейкьявик получает тепло исключительно от горячих подземных источников.

« К списку статей