地熱エネルギーとその使用。スキーム、説明

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地熱エネルギーとその利用。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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ウクライナには、トランスカルパティア、プリカルパッチャ、クリミア、その他の地域に大量の温泉が埋蔵されています。現在、消費者への熱供給だけでなく、発電にもそれらを使用することはすでに利益をもたらしています。エネルギー価格とその上昇の見通しにより、近い将来、これらの地域に地熱発電所を建設することが経済的に実行可能になります。

地熱エネルギーは有望なエネルギーの 70 つであるため、アイスランド、アメリカ、ニュージーランド、フランス、ハンガリー、その他多くの国で長年にわたって広く利用されてきました。フランスでは、800 の地熱施設が XNUMX 万人に熱を供給しています。

地熱水には多くの特徴があり、特に温度に応じて低熱水（40℃以下）、高熱水（60～100℃）、過熱水（100℃以上）に分けられます。また、鉱化、酸性度、ガス組成、圧力、深さも異なります。

最もシンプルで経済的な解決策は、消費者が地熱水を直接利用することです。追加の熱交換器を設置する必要がなく、水の節約になります。ただし、この方法は水が飲用基準を満たしている場合に適しています。井戸からの熱水はあらかじめ貯水池に集められ、そこからポンプで消費者に送られます。加熱レギュレーターを使用して、加熱システム内の熱の放出を制御します。 50〜70℃の温度では、加熱装置の面積が増加します。この計画の廃水は処理せずに環境に排出でき、衛生基準を満たしています。

地熱エネルギーとその利用

図は地熱源を使用した暖房計画を示しています。ここで、1 は熱水源です。 2 - 水道の蛇口。 3 - 収集タンク。 4 - 通気口。 5 - 加熱装置。 6 - 追加のヒーター。 7 - 水流調整器。 8 - 供給ポンプ。 9 - 混合ポンプ。 10 - リフト。

深部熱を抽出する最も有望な方法は、廃水を生産層に完全または部分的に戻す地下循環システムを構築することです。これらのシステムは、地熱水埋蔵量の枯渇を防ぎ、地下層の水理バランスを維持し、地熱施設の所在地の環境を汚染しません。

クリミアのエネルギー供給を改善するために、半島の西部、深さ6kmに温度4℃の水があり、合計250MWの容量の地熱発電所を建設することが計画されています。容量はほぼ100MWになります。トランスカルパティアには、地熱エネルギーが大量に埋蔵されています。ここでの温泉水の取水量は年間 15 万立方メートルと予測されています。温泉水の埋蔵量は3～1200メートルで、現在ベレゴヴォの町では深さ2000メートルと800メートルの970つの井戸が使用されており、+58℃のミネラルウォーターが放出されています。

トランスカルパティアには、深さ30 kmで最大+ 2°Cの温度を持つザルジ村のエリアに200 km 4の面積を持つユニークな場所があります。 70 年代に遡ると、Atomteploelektroproekt 研究所は、拡張を目指して最大 10 MW の容量を持つ地熱発電所の実現可能性調査を開発しました。 1 kW の電力設備のコストは 800 ～ 900 ドルです。アメリカ合衆国。現在のエネルギー価格では、このような発電所で生成される電気のコストは、同じ容量の石炭火力発電所よりも 1,2 ～ 1,5 倍低くなります。熱の「廃棄物」を熱供給に利用すると収益性がXNUMX倍になります。廃熱水はポンプで地下地層に戻され、その地域の生態学的清潔さが確保されます。

地面が深くなると、深さ3〜5 mの中緯度の土壌温度は10〜13℃以上になります。このタイプの地熱エネルギーの利用は、熱交換器やヒートポンプを使用して住宅、工業施設、畜産場の暖房に米国や西ヨーロッパで広く行われています。これにより、敷地内に最適な温度環境を作り出すために必要な熱を最大 50 ～ 70% 節約することが可能になります。このシステムは、外気を深さ3mの給気ダクトから敷地内に供給します。冬には地下の空気が加熱され、夏には冷却されます。このような換気システムは、面積 1977x7,2 m の豚舎に微気候を作り出すために 15 年に米国で初めて設置されました。熱交換器は、長さ 12 m の 30 本の空気ダクトで構成され、豚舎近くの地面に 3 つ深くなりました。メートル。

垂直のエアインテークは地上 1,5 メートルの高さにあります。水平エアダクトは、凝縮水収集ポイントが配置されている垂直チャンバーに向かって傾斜しています。冬には、外気温-25°Cで室内の空気は+28°Cまで加熱され、夏には外気温+14°Cで+35°Cまで冷却されます。

オーストリアでは、20 本の垂直吸気ダクトと、長さ 35 m、直径 200 mm の 10000 本の地下プラスチック製吸気ダクトで構成される地熱システムが運用されています。最大空気供給量 - 3 m15/h。年間を通して、畜舎内の温度は+21〜3℃に維持されます。このような地熱システムは 5 ～ XNUMX 年で元が取れます。

ドイツのコッヘン市では、地下探査機を備えたヨーロッパ最大のヒートポンプのプロジェクトが実施され、35 軒の住宅 98 室に熱エネルギーを供給しました。冷水は地中に50メートル深く掘られたプローブを通して汲み上げられ、地表温度まで加熱されます。ヒートポンプを使用すると、水温を最大 +3°C まで上昇させることができ、消費されたエネルギーの XNUMX 倍以上の有用なエネルギーを回収できます。

ウクライナ国立科学アカデミーの技術熱物理研究所の予測によると、トランスカルパチアの239,4つの地熱地域の3日の運用能力は、+60°Cの温度で492,6千立方メートルの熱水であり、これにより、それらに基づいて XNUMX MW のエネルギー容量を取得します。

地熱施設の効率指標は火力発電や原子力施設の効率指標を上回っており、現在の熱と電気の料金体系では、近い将来、自己資金でこのような施設を開発することが可能です。集落、農業施設、中小企業への地中熱供給技術は完全に習得されています。

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