Upload
nguyennhu
View
221
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Czym w ogóle jest energia
geotermalna?
Ogólnie jest to energia zakumulowana w gruntach, skałach
i płynach wypełniających pory i szczeliny skalne. Energia
ta biorąc pod uwagę okres istnienia cywilizacji ludzkiej,
jest praktycznie niewyczerpalna.
Źródła energii geotermalnej
Biorąc pod uwagę stan skupienia nośnika ciepła, a także
wysokość temperatury, źródła energii geotermalnej dzielimy
na następujące grupy:
1. grunty i skały do głębokości 2500m, z których ciepło dla
celów grzejnych z wykorzystaniem pomp ciepła pobierane
jest przy pomocy specjalnych sond, zwanych sondami ciepła;
2. wody gruntowe jako dolne źródło ciepła dla pomp
grzejnych w zastosowaniu do celów grzejnych;
Źródła energii geotermalnej
3. wody gorące i ciepłe, wydobywane przy pomocy
wywierconych otworów eksploatacyjnych (w przypadku
mineralizacji wody, wtłaczane są z powrotem do złoża po ich
wykorzystaniu energetycznym);
4. para wodna, wydobywana przy pomocy otworów wiertniczych
(eksploatacyjnych) znajdująca zastosowanie w elektrowniach
geotermalnych do wytwarzania energii elektrycznej;
5. wysady solne, z których energia odprowadzana jest przy pomocy
solanki lub przy pomocy cieczy obojętnych wobec soli, głównie
węglowodorów, np. izobutanu;
6. gorące skały, z których energia odbierana jest przez wodę
cyrkulującą pod wysokim ciśnieniem przez system szczelin
naturalnych lub wytworzonych sztucznie w kompleksach skalnych,
na dużych głębokościach. Energia ta wykorzystywana jest w
elektrowniach goetermalnych do wytwarzania energii elektrycznej
oraz do celów grzejnych.
Źródła energii geotermalnej
Zasoby energii geotermalnej w
Polsce
Możliwość wykorzystania energii wnętrza Ziemi
istnieje na ponad 60% powierzchni naszego kraju.
Wody geotermalne charakteryzują się temperaturami
w granicach 30 -120 stopni Celsjusza, co czyni je
przydatnymi raczej do pozyskiwania energii cieplnej
niż elektrycznej. Według Polskiej Akademii Nauk,
potencjał techniczny zasobów geotermalnych wynosi
302000 PJ.
Ciepłownie geotermalne w
Polsce
Pomimo znacznego potencjału energetycznego wód
geotermalnych w Polsce dopiero 10 lat temu rozpoczęła
się ich techniczna eksploatacja jako ekologicznego źródła
ciepła. Do początku lat 90. Wody termalne
wykorzystywane były przede wszystkim w balneologii i
rekreacji. Natomiast w latach 1993 -2003 zbudowano i
uruchomiono w Polsce sześć instalacji ciepłowniczych
bazujących na energii gorących wód podziemnych, a
budowa kolejnych obiektów jest planowana w najbliższej
przyszłości.
Bańska - Biały Dunajec
Rok uruchomienia: 1994
Temperatura wody w złożu [°C]:
86
Głębokość złoża [m]: 2000-3000
Mineralizacja [g/l]: 3
Wydatek [m3/h]: 120
Całkowita moc cieplna [MWt]: 9
Pyrzyce
Rok uruchomienia: 1996
Temperatura wody w złożu [°C]:
61
Głębokość złoża [m]: 1500-1650
Mineralizacja [g/l]: 120
Wydatek [m3/h]: 2*170
Całkowita moc cieplna [MWt]: 50
Mszczonów
Rok uruchomienia: 1999
Temperatura wody w złożu [°C]:
40
Głębokość złoża [m]: 1600-1700
Mineralizacja [g/l]: 0,5
Wydatek [m3/h]: 60
Całkowita moc cieplna [MWt]: 12
Uniejów
Rok uruchomienia: 2001
Temperatura wody w złożu [°C]: 67-
70
Głębokość złoża [m]: ~2000
Mineralizacja [g/l]: 6,8-8,8
Wydatek [m3/h]: 68
Całkowita moc cieplna [MWt]: 4,6
Bańska Niżna - Biały Dunajec
Rok uruchomienia: 2001
Temperatura wody w złożu [°C]: 76-
80
Głębokość złoża [m]: 2500
Mineralizacja [g/l]: 3
Wydatek [m3/h]: 550
Całkowita moc cieplna [MWt]: 125
Słominki
Rok uruchomienia: 2002
Temperatura wody w złożu [°C]: 17
Głębokość złoża [m]: 300
Mineralizacja [g/l]: -
Wydatek [m3/h]: 260
Całkowita moc cieplna [MWt]: 3,5
Krótko o sytuacji na świecie
Z zasobów energii geotermalnej korzysta obecnie prawie 80
krajów, z czego ponad 30 w samej Europie. Pierwsza
siłownia wykorzystująca energię geotermalną do produkcji
energii elektrycznej powstała we Włoszech w 1904 roku.
Obecnie światowym potentatem w produkcji energii
elektrycznej w oparciu o geotermalne zasoby energetyczne
są Stany Zjednoczone. W wielu krajach także wykorzystuje
się energię geotermalną do produkcji energi elektrycznej. Do
tych krajów należy zaliczyć Filipiny, Włochy, Meksyk,
Japonię, Nową Zelandię i Islandię.
Pompy ciepła – czym właściwie są?
WYKORZYSTUJE ENERGIĘ CIEPLNĄ
(NISKOTEMPERATUROWĄ), POCHODZĄCĄ ZE
ŚRODOWISKA NATURALNEGO, PRZETWARZA JĄ I
ODDAJE ENERGIĘ CIEPLNĄ
(WYSOKOTEMPERATUROWĄ) DO GÓRNEGO ŹRÓDŁA,
CZYLI UKŁADU GRZEWCZEGO - CENTRALNEGO
OGRZEWANIA ORAZ WYMIENNIKA CIEPŁEJ WODY
UŻYTKOWEJ.
POMPA CIEPŁA JEST NOWOCZESNYM
URZĄDZENIEM GRZEWCZYM
Zasada działania
URZĄDZENIE TRANSPORTUJE ENERGIĘ CIEPLNĄ Z
OBIEGU DOLNEGO ŹRÓDŁA DO OBIEGU ŹRÓDŁA
GÓRNEGO. CIEPŁO Z DOLNEGO ŹRÓDŁA
PRZEKAZYWANE JEST DO PAROWNIKA, GDZIE
DOCHODZI DO WRZENIA CZYNNIKA ZIĘBNICZEGO. W
PRZEBIEGU WYMIANY CIEPŁA MIĘDZY DOLNYM
ŹRÓDŁEM, A PAROWNIKIEM POWSTAJE GAZ, KTÓRY
ULEGA SPRĘŻENIU DO ODPOWIEDNIO WYSOKIEGO
CIŚNIENIA POWODUJĄC JEGO SKROPLENIE.
Zasada działania (ciąg dalszy)
PODCZAS ZMIANY ZE STANU GAZOWEGO W
CIEKŁY WYDZIELA SIĘ ZNACZNA ILOŚĆ CIEPŁA,
KTÓRA POPRZEZ SKRAPLACZ ZOSTAJE
PRZEKAZANA DO OBIEGU GRZEWCZEGO.
NASTĘPNIE CIECZ PRZEPŁYWA PRZEZ ZAWÓR
ROZPRĘŻNY, GDZIE NASTĘPUJE JEJ ROZPRĘŻENIE.
W PAROWNIKU NASTĘPUJE PONOWNE
ROZPOCZĘCIE PROCESU.
Górne źródło ciepła
Górne źródło ciepła jest najczęściej wykorzystywane jako
źródło ciepłej wody do instalacji centralnego ogrzewania,
klimatyzacji i ciepłej wody. W instalacjach przemysłowych
jest również wykorzystywane do procesów
technologicznych wymagających ciepłej wody. W
przypadku pomp ciepła temperatura medium górnego
źródła nie przekracza 60 °C.
Dolne źródło ciepła
Odnawialne (Naturalne)
Powietrze atmosferyczne
Woda (powierzchniowa, gruntowa, głebinowa,
termalna)
Grunt
Promieniowanie słoneczne
Sztuczne (Energia odpadowa)
Gaz (powietrze, spaliny)
Ciecz (woda, ścieki)
Poziomy gruntowy wymiennik
ciepła Zalety:
-zrównoważona temperatura
gruntu w ciągu roku
-możliwość długiego
magazynowania ciepła
-łatwość wykonania i niski koszt
Wady:
-potrzebna duża powierzchnia
gruntu
Pionowy gruntowy wymiennik
ciepła
Zalety:
- zrównoważona temperatura
gruntu w ciągu roku
- możliwość długiego
magazynowania ciepła
-zajmuje małą powierzchnię
gruntu
Wady:
koszt odwiertu
Podsumowanie
Ze wszystkich rodzajów nowych źródeł energii, energia
geotermalna daje największe efekty ekonomiczne.
Ze względu na rosnące wymogi w zakresie ochrony
środowiska, efektywność ekonomiczna źródeł geotermalnych
będzie wzrastać, nawet w przypadku spadku cen paliw
kopalnych.
Korzyści ekonomiczne przy eksploatacji systemu grzejnego
opartego w całości lub częściowo na energii geotermalnej
będą wyższe niż przy systemach konwencjonalnych, a okres
amortyzacji krótszy
Podsumowanie
Systemy geotermalne są efektywne w dużych instalacjach przy
współczynniku wykorzystania mocy źródła powyżej 0,5. Jest to
związane z dużymi nakładami na budowę i relatywnie niskimi
kosztami eksploatacji.
Potencjalni odbiorcy energii geotermalnej o zapotrzebowaniu
łącznym przekraczającym minimalną opłacalną wydajność
systemu (Q ³ 63 x 103GJ/a) powinni być zlokalizowani możliwie
blisko otworu (otworów) wydobywczego.
Ciepłownie geotermalne mogą pracować jako niezależne źródła
ciepła lub jako systemy wspomagające istniejące miejskie
systemy ciepłownicze zasilane przez konwencjonalne źródła
ciepła.