Геотермална енергия

[dedenze]

Древна, екологично чиста с хилядолетен потенциал за напред. За съжаление, трудна за експлоатация. България е разположена в благодатен район и има десетки термални извори. Повечето от тях са с лечебни свойства и имат отлични питейни качества. От изключителна ценност, за някои от тях, е ниската минерализация на водата и съдържанието на природни консерванти, ограничаващи развитието на микроорганизми. Такава вода е например от източника в Горна Баня – София. По време на втората световна война германската армия в Сахара е снабдявана с нея. Изниква въпроса дали трябва да се правят сондажи и взривявания около подобни източници, които носят много повече пари, при директно бутилиране. Ще се запази ли качеството и дебита на водата след комерсиалната намеса? Нашите предци са използували само излишната изтичаща част и край тези извори са създавали бани и басейни – терми. В търговските реклами на много фирми се прави опит да се докаже, че това е една от най- евтините енергии. Да видим дали е така:

Два са методите за използуване на геотермалната енергия. Първия се основава на факта че на дълбочина 15-20 метра под земната повърхност температурата е постоянна около 10-15 градуса целогодишно. Втория отчита изменението на температурата в дълбочина, като за груби изчисления се приема – нарастване с 3 градуса на всеки 100 метра. Като уточнение трябва да се каже, че това е конкретно за различните места и зависи от състава на земната повърхност – скали, пясък, наноси и пр.... Температурата на земното ядро е над 5000 градуса, но е доста далече само на 3-4 хиляди километра. Едни от най- скъпите и сложни сондажи са достигнали за сега 5- 6 километра.

Двата метода, използуват топлинни помпи за повишаване на получената температура . Принципа на “обърнат” хладилник при който топлата част на охлаждащата система, в която се намира работният флуид под високо налягане, е в стаята, а студената на изпарителя- навън, изпращащ допълнителен студ на съседите. Икономическата изгода идва от това , че се получава в пъти повече топлина от, колкото ако се отопляваме директно с ел. енергия. Това обаче става, само ако температурната разлика между околната среда и изпарителя е по- голяма. При външна температура – 18 -20 градуса, при битово използуваните термопомпи, няма икономия на ел. енергия и не се получава повече топлина от вложената като ел. енергия. При работни флуиди осигуряващи много ниски температури на изпарителя, цената на помпата се завишава значително. В най- студеното време, термопомпите въздух-въздух са неефективни. Да не добавяме тяхната цена и дълготрайност. При геотермалните проекти, този недостатък се избягва, защото изпарителя се подгрява( по друг начин казано студа се отнема) с антифриз затоплен геотермално с почти постоянна температура, при което се поддържа постоянен и добър КПД. Термопомпата е тип-антифриз- въздух( или топла вода). Охладената от изпарителя геотермална вода се изпраща с циркулационна помпа под земята, където се загрява и връща за нова употреба.

Става ясно , че под земята е нужен добре оразмерен топлообменник, отчитащ геоложките особености и топлопроводност на земния слой. Ако той не е добър, няма да може да компенсира отнетата топлина, мястото около него ще изстине и КПД ще намалее значително. Когато се използува първия метод -повърхностния слой до 20 метра, за да се осигури нужната площ се полагат значителен брой хоризонтални тръби. При вторият метод се прави доста по дълбок и широк сондаж в който се монтират две скачени тръби. Площта на топлообменника се определя от диаметъра и дълбочината на сондажа. Количеството на работният флуид – антифриз се определя от сечението на тръбите, така и мощността на циркулационната помпа. Понеже тръбите са на скачен принцип се преодолява само тяхното хидравлично съпротивление. Важна е защитата от корозия, галванични явления, налягането и слягането, движението на почвата и пр.... Сондажните работи са доста скъпи, плюс цената на топлообменници, топлинни и циркулационни помпи.

При топлинни земни аномалии, където на малка дълбочина има висока температура са налични условия за получаване и на електроенергия по класическите методи – пара – турбина- генератор. Тук проблемите идват от нуждата на една и съща циркулационна вода, пречистена и със съответните химически добавки против корозия, както и мощността на циркулационната помпа.

Не е за подценяване и “ефекта на Пелтие” при който стабилна терморазлика и полупроводникови термодвойки я превръщат директно в електричество. В близките години може да се очакват постижения и в тази област.

От казаното до тук може да се обобщи, че ако се намирате в район с по-висока земна температура, нещата стават доста подходящи за приложение. У нас много градове са изградени около такива места и там трябва да се търси приложение . Трябва да се проектират, по- мащабни колективни системи и да се стимулират държавно. Подхода трябва да е много внимателен край изворите на минерална топла вода, която представлява много по-голяма ценност.

[Bolyarski]

От казаното до тук може да се обобщи, че ако се намирате в район с по-висока земна температура, нещата стават доста подходящи за приложение. У нас много градове са изградени около такива места и там трябва да се търси приложение .

България има ли термална карта? Не става дума за съществуващите минерални извори. САЩ има доста добра такава, при това в Google Earth.

Има ли начин да се пресметне на база на геоложкия състав каква е температурната картина на различна дълбочина?

Мисля че един приличен каталог на този ресурс би имал голямо значение. В БАН блеят ли, или са черна дупка?

.:.

[Joro-01]

В Института по геофизика към БАН би трябвало да има такава информация.

От въздуха с термовизионна камера би трябвало без проблем да се види... Но със сигурност може да се поръча сателитно термоизображение, за цената само нямам идея.

[Joro-01]

директно в електричество. В близките години може да се очакват постижения и в тази област.

На Зеебек имаш предвид (Пелтие е обратният) - силно се съмнявам за блзките години, да намери приложение повече от захранване на славоконсумираща електроника - ниското КПД съчетано със скъпи материали (термодвойките за такива цели са от полупроводници) ще натежат над простотоата и бавното износвоне...

Редактирано Ноември 21, 2011 от Joro-01

[Joro-01]

Геотермалната енергия не е пряко зависима от топлината на повръхностния слой. Между другото има два начина за използване на геотермална енергия. Класическия е в активни региони където семната кора е по-тънка и може директно да се използва топлината на земята. Но сега на мода идва един друг подход. В слоеве от почвата може през лятото да се складира отпадна топлина от различни процеси, включително и чрез соларни технологии. През зимата тази топлина се използва когато е нужна. Съвременните заместници на климатиците за индустриална употреба използват точно този принцип. През лятото излзишната топлина от работата на охадителните инсталации се праща под земята, и през зимата тези затоплени слоеве се ползват чрез термопомпи за затопляне на индустриалните помещения.

Не е, но могат да се изведат зависимости. Има различни обхвати на термовизията, има си начини да се разбере кога температурата на повърхностния слой е от.......

Този модерния начин, дето спомена е надежден, само не знам доколко инвестицията е оправдана - изискват се големи свободни обени (с вода, антифриз, чакъл), термопомпи... Със сигурност ще стане достъпен един ден

[Bolyarski]

Имам познати които се занимават с геотермална енергия ще питам при първа възможност за термална карта. Но от общи съображения мога да кажа че събирането на данни за подробна карта на каквото и да е е скъпа процедура, има локално значение и следователно трудно би получило европейско финансиране, а за национално финансиране при 50 милиона годишен бюджет на фонд научни изследвания, дори не влизаме в обсега на термина "фантастика".

Би било много полезно да стане общодостъпна една такава, макар и приблизителна карта. Явно в БАН все още работят по стари методи, които само гълтат пари.

Не мога да си представя, че американците са дупчили буквално на всеки от почти 10-те си милиона квадратни километра, само за да могат да качат резултата в мрежата. След като стана дума за сателитно термоизображение, едно малко сътрудничество между нашите и американските учени би могло да спести много пари на институцията. А и да постигне най-после нещо авангардно и полезно. Напоследък за БАН се чува само когато им поорежат бюджета.

Пък и могат да изкарат някой лев с информацията

.:.

Редактирано Ноември 22, 2011 от Bolyarski

[Bolyarski]

Мноооого по-важен параметър е състава на скалите, топлинния им капацитет и разни други важни параметри несвързани с топлината на горния пласт почва. Така че колкото и странно да изглежда за тези изследвания наистина дупчат.

Точно това исках да знам. Май няма скоро да видим върху какво богатство стъпваме. В скандинавските страни този тип отопление е много разпространено. До такава степен, че дори се опитват да го ограничат със закон, защото им се стоплили водоизточниците

Моите извинения за паричния проблем, целех се в старите методи. Не знам, дали БАН има право да приема изследвания в областта по фирмени и частни поръчки, или само държавата има монопол върху това.

Много ми се иска да прочета нещо от научен характер по въпроса с изследването на дълбочинната температура. Би ли препоръчал някаква литература?

.:.

[Joro-01]

Интересно...

[Joro-01]

http://www.geothermalbg.org/geothermal_bg.html

http://www.shtrakov.net/RET/Lect_08.pdf

Линковете по-горе...

Ангеле, като говоря за термовизия, нямам предвид да се гадае само по инфрачервени снимки - макар, че могат да дадат предостатъчно информация - в различни спектри, по различно време в годината, денононщието, с облаци, без облаци... И само от това ще достигнеш до доста задволителни резултати.

Просто получените данни се зареждат в подходящ софтуер, заедно с други данни - за геоложкия състав, хидрогеоложки условия, ; магнитометрия, топография, микровълнови, видима спектрометрия, стереоаерофото... Каквото е необходимо, а го няма (достатъчно) се прави, а каквото го има се купува от националния геофонд към МОСВ, каквото откриеш си задължен да им го предоставиш - Под формата на годишни отчети, безвъзмездно разбира се, условие за разрешението е...

Правят се симулации, 3D модели, но когато се стигне до дупчене хората вече имат една доста добра идея (с над 80 % точност) какво ще видят. Проучвателните сондажи са скъпи, за едното картиране сондажи не трябват.

Геолого-проучвателна фирма може да извършва търсене и проучване за геотермална енергия (след необходимото разрешение), стига да има кой да плаща.

Редактирано Ноември 22, 2011 от Joro-01