Использование возобновляемых источников энергии

ГЛАВА 10

Использование возобновляемых источников энергии

Нетрадиционные источники энергии делятся на возобновляемые (ВИЭ) и вторичные энергетические ресурсы (ВЭР).

К ВИЭ относятся: энергия солнца, ветра, малых рек, геотермальная (гидро- и петротермальная энергия), низкопотенциальная энергия окру­жающей среды (рис. 10.1.).

Рис. 10.1. Нетрадиционные источники энергии

Применение возобновляемых источников энергии для целей тепло­снабжения требует более значительных капитальных вложений по сравне­нию с традиционными решениями. Тем не менее, технологии их использо­вания активно развиваются во многих странах мира и уже успешно конку­рируют на рынке энергетических услуг. Одновременно решается экологи­ческая проблема: уменьшение вредных выбросов в атмосферу от установок традиционной теплоэнергетики.

В настоящее время в России из всех видов ВИЭ в наибольших масштабах применяют геотермальную энергию.

Анализ мирового и отечественного опыта свидетельствует о перспективности геотермального теплоснабжения. В настоящее время в мире работают геотермальные системы теплоснабжения общей мощностью 17000 МВт. Только в США эксплуатируется более 200 тысяч геотермаль­ных установок. По планам Европейского Союза, мощность геотермальных систем теплоснабжения, включая тепловые насосы, должна возрасти с 1300 МВт в 1995 году до 5000 МВт к 2010 году.

Рекомендуемые материалы

В бывшем СССР геотермальные воды использовались в Краснодарском и Ставропольском краях, Кабардино-Балкарии, Северной Осетии, Чечено-Ингушетии, Дагестане, в Камчатской области, в Крыму, Грузии, Азербайджане и Казахстане. В 1988 году добывалось 60,8 млн. м³ геотермальной воды.

В настоящее время в России (в Краснодарском и Ставропольском кра­ях, Кабардино-Балкарии, Дагестане и в Камчатской области) добывается до 30 млн. м³ геотермальной воды, что эквивалентно 150-170 тыс. т у. т. В то же время технический потенциал геотермальной энергии, по данным Минтопэнерго РФ, составляет 2950 млн. т у.т. (рис. 10.2.).

Рис. 10.2. Потенциал геотермальной энергии России (2950 млн. т у. т.)

Геотермальный ЦТП расчетной теплопроизводительностью 5 МВт представлен на рис. 10.3. Геотермальная вода в ЦТП поступает от двух скважин с дебитом 45-70 м³/ч каждая и с температурой 70-74°С в два бака-аккумулятора 6. Для утилизации теплоты сбросной геотермальной воды работает парокомпрессионная теплонасосная установка 7.

Отработанная в системах отопления геотермальная вода с температу­рой 30-35 °С перед ТНУ разделяется на два потока: один из них охлаждается до 10°С и сливается в водоем, второй догревается до 50°С и возвращается в баки-аккумуляторы.

Второе место по применению занимает солнечная энергия. Большой экономический эффект достигается при ее сезонном (летнем) использова­нии для целей горячего водоснабжения в одноконтурных системах со сли­вом воды из них в холодное время года.

Схема такой установки представлена на рис. 10.4.

Рис. 10.3. Схема геотермального ЦТП в поселке Мостовском (Краснодарский край)

1 - геотермальная скважина; 2 - дегазатор; 3 - эжектор; 4 - насос рабочей воды; 5 - бак рабочей воды; б — бак-аккумулятор; 7 — тепловой насос; 8 - система отопле­ния; 9 - сетевой насос

Рис. 10.4. Схема горячего водоснабжения с использованием активных солнечных коллекторов:

1 - солнечный коллектор; 2 - баки-аккумуляторы; 3 - циркуляционный насос; 4 — теплообменник

В лекции "Учение о территориальных рекреационных системах" также много полезной информации.

Ветровая энергия для теплоснабжения в России пока используется в ограниченных объемах. Наиболее перспективными регионами ее примене­ния являются отдельные труднодоступные районы с сильными и устойчи­выми ветрами.

Технология получения петротермального тепла заключается в закачке воды в подземные горячие горные породы и в последующем извлечении нагретой в них воды. В России петротермальное теплоснабжение пока на­ходится на стадии опытно-конструкторских разработок. Однако все источ­ники возобновляемых энергоресурсов в настоящее время могут быть ис­пользованы только в связи с традиционными источниками тепла - пиковы­ми котельными, установками догрева и т. д. Один из вариантов солнечно-топливной системы теплоснабжения показан на рис. 10.5.

Рис. 10.5. Схема солнечно-топливной установки теплоснабжения:

1 - система управления; 2 - система регулирования; 3 - котел; 4 - теплообменник-накопитель; 5 - солнечный бойлер; 6 - система отопления; 7 - солнечный коллек­тор; 8 - циркуляционный насос; 9 - смеситель

Таким образом, использование ВИЭ имеет свои особенности, опреде­ляемые их ресурсной базой, климатическими условиями, транспортными ограничениями и другими факторами, сдерживающими широкое примене­ние этих данных нам природой и экологически чистых энергоресурсов.