Методи та способи використання геотермального тепла для отримання тепло- та електроенергії.

Підземні геотермальні резервуари поділяються на:

- заповнені в основному парою (перегрітою чи насиченою);

- заповнені в основному гарячою водою (з невеликим вмістом насиченої пари).

Принципову схему геотермальної електростанції з паровою турбіною наведено на рис. 5.5, при цьому використовується резервуар сухої пари, яка зі свердловин подається в турбіну для вироблення електроенергії.

Рисунок 5.5 Принципова схема геотермальної електростанції

На станціях іншого типу використовуються геотермальні води з температурою, вищою за 190°С. Вода, яка природним чином підіймається вгору по свердловині, подається в сепаратор, де частина її кипить та перетворюється на пару. Пара використовується для одержання електроенергії.

Електростанція з бінарним циклом ґрунтується на двох замкнених циклах - один для геотермальної води, другий - для робочої рідини чи газу з низькою температурою кипіння (наприклад, ізобутан).

Робоча рідина, нагріта геотермальною водою, перетворюється на пару, яка надходить у теплообмінник та використовується для обертання турбіни. Оскільки обидва контури замкнені, немає практично ніяких викидів, що робить систему екологічно чистою. Робоча рідина випаровується при більш низькій температурі, ніж вода, тому бінарні станції працюють при значно нижчих температурах, ніж інші типи геотермальних станцій (100-190°С). А оскільки джерела геотермальної води з температурою нижчою за 190°С найбільш поширені, то в майбутньому цей тіні станцій матиме перевагу.

Геотермальні води, які використовуються для теплопостачання, можна умовно поділити на 3 групи:

- води, які можуть безпосередньо використовуватися споживачами і підігріватися без будь-яких негативних наслідків, тобто води найбільш вигідної якості;

- води, які можуть безпосередньо використовуватися споживачами для опалення, але не можуть підлягати підігріву через їхні агресивні властивості;

- води підвищеної мінералізації та агресивності, які неможливо використовувати безпосередньо.

Схема системи геотермального теплопостачання, розроблена Інститутом механічної теплофізики НАН України, подана на рис. 12 і має такі показники:

- теплова потужність модуля, МВт - 5;

- зокрема теплопостачання, МВт - 3;

- гаряче водопостачання, МВт - 2;

- температура на виході свердловини, °С - 60-80;

- температура води в опалювальній системі, °С - 55-75;

- температура води гарячого водопостачання, °С - 50;

- тиск води свердловини, МПа, не менше як - 1,5;

- габаритні розміри будівлі, м.

Рисунок 5.6 Схема системи геотермального постачання: 1 – підземний колектор; 2 – свердловина; 3 – газошламовідкремлювач; 4 – нагнітальний насос; 5 – нагнітальна свердловина; 6 – теплообмінник опальної системи; 7 – насос опалювальної системи; 8 – теплообмінник гарячого водопостачання; 9 – опалювальна система; 10 – система гарячого водопостачання; 11 – джерело води для гарячого водопостачання; 12 – система утилізації газів і шламів.