31 ГеоТэс на сухом паре

1-пар из скважины

2-паровая турбина

3-конденсатор

4-градирня

5-насос

По циклу Ренкина, но в отличии от классич цикла, где перегретый пар выходит после пароперегревателя (котла), в этом цикле перегретый пар выходит из земной коры.

В геотэс, раб по этой схеме, расходуется 15-20 кг пара с t=200⁰ и р=20 МПа, электрич мощность на этих станциях не прев 3 МВт.

Сухой пар из скважины 1 после отделения в сепараторе твердых включений направляется непосредственно в турбину 2, отработав на лопатках турбины пар отправл-ся в конденсатор смешанного типа. Полученный конденсат отдает свое тепло градирне, а др часть охлажденного конденсата исп-ся для конденсации пара, вышедшего из турбины, и др часть закачивается обратно в пласт.

32 ГеоТэс с бинарным циклом

При высоком содержании в геотерм паре хим агрессивных примесей, вызывающих коррозию, пар предварительно очищают в сепараторе; очищенный пар из сепаратора проходит через теплообменник, где подогревается до t=150⁰ неочищенным паром.

1-паровая смесь (рассол из скважины)

2-паровая турбина

3-поверхностный конденсатор

4-градирня

5-насос

6-электрогенератор

7-теплообменник

!парогенератор 2го контура (находится возле 7)

В таких геотерм станциях на 1 кВт*ч эл энергии расходуется менее 10 кг пара.

«+» 1) Более плотно исп-ся теплота рассола, кот закачивается в пласт с более ↓ t

2) Исключено попадание агрессивных компонентов из геотерм среды в турбину (соли, газы)

3) Возможно исп-е геотермальных сред с пониженной t

4. Исключено попадание сопутствующих вредных газов в окр среду

«-» Необх-ть установки погружных насосов для подавливания геотерм среды и обеспечения ее однофазности в промежуточном теплообменнике.

33 Потенциальные запасы термальных вод России (до 10 г/л, t>500⁰)

Район область	Способ эксплуатации и произв-ть
	Фонтанный 10^6 ГДж/год	Насосный 10^6 ГДж/год
Сибирь, Тюмень	4,6	11,3
Забайкалье	4,6	2,09
Северо-Кавказ	9,2	50,2
Камчатка	44,8	14,6

На Камчатке построена ГеоТэц 12 кВт – 1-я в мире экологически чистая ГеоТэц с воздушным конденсатором с обратной закачкой воды. Общая мощность на мутновском месторождении 300 МВт. Планируется на Камчатке построить ГеоТэц с мощностью 1500-2000 МВт.

Геотерм-я энергетика явл быстроразвивающейся областью, более 50 стран используют тепло земли. Установленная электрич мощность всех ГеоТэц составляет 8000 МВт, а тепловых установок на 17000 МВт.

34 Солнечное излучение

Кол-во энергии излучения солнца во всем диапазоне длин волн, полученной в единицу времени единичной площадкой ┴ солн лучам вне земной атмосферы на среднем расстоянии между землей и солнцем, наз солн постоянной. I₀=1353 Вт/м²

Эффективная солн постоянная учитывает сезонные колебания и определяется по формуле:

I_{0 эф}= I₀[1+0,033 cos 360n/365], n-порядковый номер дня от 1 января

При прохождении солн излучения через атмосферу, его мощность ослабляется в рез процессов поглощения и рассеивания аэрозолями и мол-ми газа, кот входят в состав атмосферы.

Потоки солн излучения имеют коротковолновую и длинноволновую и видимую, включая часть часть света 0,3-2,5 мкм, части.

Потоки энергии излучения, кот связывает атмосферу с землей, составляет 1 кВ/м², но эти потоки перекрывают длинноволновый спектральный диапазон от 5 до 25 мкм с макс на 10 мкм.

По спектру коротковолновые и длинноволновые диапазоны располож друг от друга и легко различ. На пов зесли регистрир как прямой потом так и рассеянный.

В процессе прохождения коротко-волнового солн излучения наблюдается поглощение, рассеивание, отражение.

При поглощении происходит переход энергии излучения в тепло с последующим излучением света с большей длиной волны.

Рассеивание- изменение направления распространения света в зависимости от длины волны.

Отражение- вне зависимости от длины волны.

При отражении порядка 30% солн излучения обратно отражается космическое пространство (большую часть облака, а снег, лед – меньше отражают на пов-ти Земли).

ρ потока составляет (1- ρ)*1,31 кВт/м², ρ -альбеда-коэф-т отражения

Длинноволновое излучение Е=πR²(1-)I₀

Эта энергия = энергии, излучаемой Землей космич пространство с излучательной способностью ξ=1 и ср t.

При т/д равновесии πR²(1-)I₀=4 πR²σТ⁴

σ=5,67*10^-8-пост Больцмана, Т=250 К=-23⁰

Спектральное распределение – длина волнового излучения с пов-ти Земли соотв-ет спектральному распространению абсолютно черного тела при t=250 К.

Максимум этого распределения при этой t соств-ет 10 мкм и находится в инфракрасной области.

Ρ этого потока составляет порядка 2 кВ/м².

Средняя t пов-ти Земли 14⁰, на 40 ↑ атмосферы, кот выступает как инфракрасный теплоизоляционный кран (парниковый эффект).

Поскольку она не пропускает инфракр-е узлучение из Земли наружу, но пропускает коротковолновое солн излучение внутрь.

Основную роль экрана в атмосфере – диоксид углерода.

Поглощение в атмосфере

Коротковолновая УФ область излучения λ<0,3 мкм практически полностью поглощается на уровне моря атомами кислорода и ионами азота 0,3<λ<0,4, видимый диапазон 0,4<λ<0,7 приходится на половину потока излучения.

Различные аэрозоли могут существенно поглощать > 20% этого диапазона.

Дальше область УФ - λ>12 мкм непрозрачна.

Солн-е излучение хар-ся низкой концентрацией. Из попадающего из атмосферы потока 1340 Вт/м² до Земли доходит 960 Вт/м².