ГЕОТЕРМАЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ АВТОНОМНЫХ ОБЪЕКТОВ

Цель работы – разработка и внедрение технологий по использованию геотермальной энергии в удаленных районах с привлечением индустриального партнера. Объектом исследований является геотермальная станция бинарного типа мощностью 30 кВт. Социально-экономическая цель проекта – производство, распределение и рациональное использование энергии. Результаты работы: 1) Создан физический модуль моделирования геотермальной скважины; 2) Разработана режимная карта установки; 3) Выполнено обустройство территорий расположения ГеоЭС и отдельной инфраструктуры; 4) Сформированы удельные технические и экономические показатели работы наземного оборудования ГеоЭС; 5) Разработана методика отделения метановой фракции, ее накопления и использования для догрева флюида; 6) Опубликована статьи в изданиях из перечня ВАК и зарубежном издании; 7) Получены патент на изобретение; 8) Получены свидетельства о регистрации программы для ЭВМ; 9) Опубликовано учебное пособие. Модульная бинарная ГеоЭС, разработанная в ТПУ, имеет следующие конкурентные преимущества: 1. Планируемые локации ГеоЭС располагаются в климатических зонах с низкими среднегодовыми температурами. Снижение температуры отвода тепловой энергии в цикле на 5°С позволяет увеличить эффективность выработки электрической энергии на 1÷3%. 2. Применение конденсаторов воздушного охлаждения для достижения низкой температуры отвода тепловой энергии из цикла, позволяет получить большой тепловой перепад в турбине/детандере. Что в свою очередь позволяет получить высокую мощность на валу при небольшом массовом расходе фреона. 3. Установка рекуператора тепловой энергии за турбиной/детандером. Данный теплообменник позволяет передать тепловую энергию от перегретого газа фреона к сконденсированному фреону после насоса. Данное решение способствует увеличению отдачи электрической энергии от энергоблока на 0,5÷2,5%. 4. Разработана методика многокритериального выбора фреона, которая учитывает последние достижения науки в этом направлении, а также выполняет все условиям по экологическим характеристикам и показателям безопасности при эксплуатации. Оптимальный выбор фреона способствует снижению затрат на привод насоса, дутьевых вентиляторов на конденсатор, а также повышению генерации энергии на валу детандера, что в суммарном эффекте в последствии приведет и к увеличению мощности нетто на 2,5÷10%. 5. Входной температурный режим низкопотенциального тепла от 70 до 115 °С 6. Установка может работать в смешанном режиме (пар/конденсат) в отличие от турбины, где требуется только сухой пар 7. Малая скорость вращения привода электрогенератора не требует разработки специализированных генераторов или редукторов 8. Малые капитальные и эксплуатационные затраты 9. Простота запуска и останова 10. Диапазон мощностей ГеоЭС с детандером от 1,5 кВт до 2500 кВт, что оптимально для потребителей, расположенных на децентрализованных территориях.