Геотермалдық энергетика

#1 слайд
Геотермалдық энергетика Шымкент 2020Орындаған: Бектұрған Назерке Қайратқызы

1 слайд

#2 слайд
Бүгінгі күнгі геотермалдық энергетика • Геотермалдық энергетика – жер қойнауы астындағы энергия есебінен электр энергиясын және жылу энергиясын өндіру. • Геотермалдық энергетиканың басымдылығы қоршаған орта үшін оның толық қауіпсіздігі болып табылады. Жоғары температуралы геотермалдық көздерден 1 кВт электр энергиясын өндіру кезінде бөлінетін СО2 саны 13-тен 380 г-ға дейін құрайды (мысалы, көмір үшін ол1 кВт сағ. 1042 г. тең). • Алайда, Жер жылуы тым «шашыраңқы», және де әлемнің көптеген аудандарында адам энергияның шамалы ғана бөлігін пайдамен қолдана алады. Соның ішінде пайдалану үшін жарамды геотермалдық ресурстар жер қабаты қалыңдығының жоғарғы 10 километрінің шамамен 1% жалпы жылусыйымдылығын құрайды немесе 137 трлн. ш.о.т.

2 слайд

#3 слайд
Геотермалдық энергетика • Мұндай стансаны салу өте қымбат, бірақ пайдалану шығыстары өте төмен, бұл қолайлы объектілерге арзан энергияны алу мүмкіндігін береді. Бұл энергия жер қыртысындағы жылуды іске жаратады. • Геотермалдық энергияны өндіру кезінде электр стансаларының үш түрі қолданылады: құрғақ буды, булауды және бинарлық буды іске жарататын.

3 слайд

#4 слайд
• Құрғақ будағы күшті агрегаттар жер қыртысының жарылған жерлерінен буды іске жаратады және генераторды айналдыратын турбиналарды тікелей іске қосу үшін пайдаланылады; • Булау негізіндегі электр стансалары 200°С температурада жердегі ыстық суды іске жаратады, оған үстіне көтерілгенде қайнауға мүмкіндік береді, сонан кейін булы/су сепараторларда бу фазасын турбиналар арқылы өткізеді; • Бинарлық будағы стансаларда ыстық су жылу алмастырғыштар арқылы өтеді, турбинаны айналдыратын органикалық сұйықтықты қайнауға келтіреді. Бу конденсаты және қалған геотермалдық сұйықтық стансаның барлық үш түрінде шығарда одан әрі температураны жинау үшін ыстық жер қойнауына қайтадан қайтады.

4 слайд

#5 слайд
• Жер ядросының геотермалдық энергиясы кейбір жерлерде басқаларға қарағанда, жер бетіне жақын. Жер асты буына немесе суына қол жеткізуге және үстіне дренаждауға болатын жерлерде, оларды электр энергиясын өндіру үшін пайдалануға болады. Мұндай геотермалдық көздер жердің кейбір геологиялық тұрақсыз аймақтарында бар, мысалы, Чилиде, Исландияда, Жаңа Зеландияда, АҚШ-та, Филиппинда және Италияда. Мұндай жерлердің екі ең айқын өкілі АҚШ-та Йеллоустоун бассейнінде және солтүстік Калифорнияда. Исландия 170 МВ геотермалдық энергия өндіреді, ал 2000 жылы елдегі барлық тұрғын-үйлердің 86 % геотермалдық энергиямен жылытылды. Жалпы алғанда, операциялық энергияның шамамен 8 000 МВт қолда бар.

5 слайд

#6 слайд
• Сондай-ақ, ыстық тас түрлерінен геотермалдық энергия алудың да әлеуеті бар. Ол үшін тереңдігі 3 км. канал қазу қажет. Мұндай каналдардың кейбіреуі суды жерге ағызып тартады, кейбірі сыртқа ағызып тартады. Жылу ресурсы мынадан тұрады: жер астында ыстық, радиогендік граниттік қазба түрлері бар, олар қазба түрлері мен жер беті арасында тұнбаның жеткілікті қабаты болғанда қызады. Бүгінде кейбір компаниялар Австралияда осы технологияны зерттеуде.

6 слайд

#7 слайд
Жылу сорғылары • Жылу сорғылары – ыстық сумен қамтамасыз ету және жылыту үшін жеке меншік коттедждерден, көппәтерлі тұрғын үйлерден, әлеуеті төмен көздің жылуын пайдалану есебінен, одан да жоғары температуралы жылу тасығышқа оны тасымалдау арқылы жылу алуға мүмкіндік беретін тиімді және экологиялық таза жылу жүйелер болып табылады.

7 слайд

#8 слайд
Жұмыс принципі • Кез келген жылу сорғысы үш негізгі агрегаттан: жылу алмастырғыштан (буландырғыш), компрессордан (қысымды көтеретін) және конденсатордан тұрады. Бұл агрегаттар бір-бірімен тұйықталған құбырмен байланысқан. Құбыр жүйесінде хладагент циркуляцияға түседі, ол циклдің бір бөлігінде сұйықтық, басқасында –газ. Әр жылу сорғысында жылу көзі болуы қажет, оның температурасының төмендігі соншалық (0-25°С), оны тікелей пайдалану мүмкін емес. Жылу көзі ретінде таулы-тас түрі, жер (грунт) немесе су болуы мүмкін. Жылу сорғысының жұмыс істеу принципі келесідей. Салқындалған жылу тасығыш жерге немесе көлдің түбінде төселген құбырдан өткенде бірнеше градусқа қызады. Сонан кейін жылу сорғысының ішінде жылу тасығыш, жылу алмастырғыш (буландырғыш) арқылы қоршаған ортадан жиналған жылуды хладагентпен толтырылған жылу сорғысының ішкі контурына береді. Хладагентте қайнаудың өте төмен температурасы бар. Буландырғыш арқылы өтіп, ол сұйықтық күйінен газ тәріздес күйге түседі. Бұл төмен қысымда және -5°С температурасында болады. Буландырғыштан газ тәріздес хладагент компрессорға түседі, сол жерде жоғары қысым мен жоғары температура күйіне дейін сығылады. Одан кейін ыстық газ екінші жылу алмастырғышқа, конденсаторға түседі. Конденсаторда үйді жылыту жүйесінің кері құбырынан ыстық газ бен жылу тасығыш арасында жылу алмасу болады. Хладагент өз жылуын жылыту жүйесіне береді, салқындайды да, қайтадан сұйықтық күйіне ауысады, ал жылыту жүйесінің қызған жылу тасығышы жылыту құралдарына түседі. Конденсатор арқылы өткеннен кейін сұйық хладагент әлі суыған болуы мүмкін, ал жылыту жүйесінің тікелей құбырының су температурасы қосымша орнатылған сабкулер (сабкулер–қосымша энергияны алу құрылғысы) арқылы көтеріледі. Хладагенттің арнайы редукциялық клапан арқылы өтуі кезінде оның (хладагенттің) қысымы төмендейді, ол қайтадан буландырғышқа түседі, содан кейін жүйенің сыртқы контурына барады. Осылайша цикл қайталанып отырады.

8 слайд

#9 слайд

9 слайд

#10 слайд
Жылудың балама көздері • Жылу сорғылары энергияның жылу көздері ретінде жер учаскесінің грунтын пайдалануына болады. Жылу тасығыш циркуляцияға түсетін құбырды тереңдігі 80 см.-ден 1.30 см.-ге дейінгі жерге көмеді, бұл аймақ климатының және топырақтың тоңдану тереңдігіне байланысты (көршілес құбырлар арасындағы ең аз қашықтық –0,8–1 м. болуы тиіс). Ешқандай топырақтың арнайы әзірлеуі талап етілмейді. Грунтқа кейбір талаптар ғана бар. Сөйтіп, ылғалды грунты бар, мінсіз түрі – жер асты сулары жақын келген учаскені пайдалану дұрыс. Алайда жүйені орнату үшін құрғақ грунт кедергі болмайды, тек қана контур ұзындығын (құбырдың) ұлғайту керек. Құбырдың 1 метріне келетін жылу қуатының шамалы мәндері 20-30 Вт. Сонымен, өнімділігі 10 кВт жылу сорғысын орнату үшін ұзындығы 350-450 метр жер контуры қажет. Оны төсеу үшін аумағы шамамен 400 шаршы м. жер учаскесі қолайлы. Ал бау-бақша өсімдіктеріне келсек, дұрыс есептегенде, контурдың жасыл желектерге ешқандай әсер жоқ. Сондай-ақ, жылыту үшін жартас түрлерінің жылуын пайдалану мүмкіндігі бар. Жартаста тереңдігі 60-200 м. (тереңдігі үйдің жылудағы қажеттілігіне және жылу сорғысының көлеміне байланысты) және диаметрі 10-15 см. жылу скважинасы бұрғыланады. Бұрғы скважинасына «U» әрпінің қалыпы бар құбыр орнатылады. Бұл жылу сорғысының жұмыс істеу принципі жылу грунтын пайданудағымен бірдей. Жер асты суларын да, грунта бұрғыланған скважиналар арқылы жылу көзі ретінде пайдалануға болады.

10 слайд

#11 слайд
• Жақын арадағы су айдындары немесе өзендер мінсіз нұсқа болып табылады. Мұндай әдістің басымдығы – қысқа сыртқы контурда, қоршаған ортаның «жоғары» температурасында (су айдынында қыста температура жайлы және +4С-тан төмен сирек түседі), жылу сорғысымен энергияны түрлендірудің жоғары коэффицентінде. 1 метр құбырға келетін жылу қуатының шамалы мәні – 30 Вт. Сонымен, өнімділігі 10 кВт жылу сорғысын орнату үшін көлге ұзындығы 300 м. контур төсеу қажет. Құбыр бетіне қалқып шықпауы үшін «шлангтың» бір погондық метріне шамамен 5 кг. жүкті іледі. Назар аударыңыз, құбыр неғұрлым терең салынған болса, оны зақымдау тәуекелі аз. Тәжірибе көрсеткендей, жылу сорғысы жылыту мен ыстық сумен қамтамасыз етудегі жалпы жылдық энергия қажеттілігін 70-90% (жылу көзіне байланысты) жабуы тиіс. Қыста төмен температурада жылу сорғысы жинақталған пиктік доводчик немесе қолда бар қазандық жабдықтарымен бірге қолданылады. Жылу сорғысының және де жылу көзінің қуаты көптеген факторлармен байланысты: үйдің энергетикалық қажеттілігімен, оның оқшаулануымен, салынған жылымен, орнатылған жылыту жүйесімен және т.б. Тәжірибе көрсеткендей, жылу сорғысы қоршаған ортаны зиянды қоқыстармен ластамай және табиғи ресурстарды шамадан тыс тұтынбай, жылыту үрдісін жүзеге асыруға мүмкіндік береді, сонымен қатар ақшалай шығындардың азаюы да байқалады.

11 слайд

#12 слайд

12 слайд

#13 слайд
Қазақстанда геотермалдық энергетиканың әлеуеті • Қазақстан орта және төмен температурадағы геотермалдық судың елеулі ресурстарына ие. Қапланбек (Шымкент қаласынан жақын арада) геотермалдық кенішінің су температурасы 80°С, тұрғын-үйлерді жылумен жабдықтау үшін пайдаланылады. Алматы қаласының жанында температурасы 80-120°С геотермалдық көз бар, ол қыста жылыжайды жылытуға және жазда ауабаптағыш ретінде пайдаланылады. 2007 жылдағы жағдайға қарағанда, Қазақстан геотермалдық ресурстарды электр энергиясын өндіру үшін пайдаланбайды. • Геотермалдық ресурстарды бағалау мұнай мен газды барлау және өндіру үшін бұрғыланған көптеген скважиналар негізінде жүргізілді. Болашағы зор геотермалдық резервуарлар Қазақстанның оңтүстігі мен оңтүстік-батысында борлық түзілулерден пайда болды.

13 слайд

#14 слайд
Негізгі геотермалдық аудандар: • Шымкент қаласының маңында, Жамбыл, Қызылорда, тереңдігі 1200-2100 м, температура 45-80 ° С, жалпы минералдау 1 г/л. • Шу өзенінің алқабы және Қызылқұм шөлінің солтүстігі; геотермалдық градиент 35 °/ км, температура 80-90 ° С, жалпы минералдау 1,5 г/л. • Іле өзенінің алқабы(Панфилов егісі); борлық сусорғы көкжиегі –тереңдігі 2000-3500 м, температура 90-115 °C, жалпы минералдау 1,5 г/л, жұмсау 20-90 л/с; аса терең (4500 м) сусорғы көкжиегі температурасы 170 ° C. араласуымен анықталды. • Алматы қаласының төңірегі; тереңдігі 2500-3500 м, температура 80-120 ° C. • Талдықорған облысы; ыстық (90°С) судың елеулі ресурстары табылды. • Үстірт платосы (Каспий теңізінің жағалауы жанында); мұнай скважиналарының деректері ыстық судың (> 120°C) елеулі ресурстарын көрсетеді (> 120 ° C).

14 слайд

#15 слайд
Геотермалдық электр станциясы • Геотермалдық электр станциясы (ГеоЭС) — Жер қойнауындағы ыстық су көздерінің жылу энергиясынан электр энергиясын өндіру және жылумен қамтамасыз ету үшін пайдаланатын жылу электр станциясы.Қазіргі кезде темп-расы 180 — 200ӘС және одан да жоғары су көздерінің энергиясын электр энергиясына түрлендіру тәсілі игерілген.

15 слайд

#16 слайд
ГеоЭС Филлипин

16 слайд

#17 слайд
• Геотермалдық электр станциясының құрамына жер бетіне бу-су қоспасын немесе аса қызған буды шығаратын бұрғылау ұңғымалары, газдық және хим. тазарту құрылғылары, электр энергет. жабдықтар, тех. сумен қамтамасыз ету жүйесі, т.б. енеді. Бұрғылау ұңғымаларынан келіп түсетін бу-су қоспасы алдымен бу мен суға айырылады. Бу бу турбинасына, ал ыстық су жылумен жабдықтау жүйесіне беріледі. Геотермиялық электр станциясы арзан әрі қарапайым, бірақ жер қойнауынан алынатын бу параметрлерінің төмен болуына байланысты оның тиімділігі отынмен жұмыс істейтін жылу электр ст-ларына қарағанда анағұрлым төмен болып келеді.

17 слайд

#18 слайд
ГеоЭС Исландия

18 слайд

#19 слайд
• Геотермиялық электр станциясын термиялық суы жер бетіне жақын жатқан аймақтарда салғанда ғана өзін- өзі ақтайды. Ал ондай жерлер негізінде жанартаулы аймақтарда орналасқан. Геотермиялық электр стансасылары қазіргі кезде Исландияда , Жаңа Зеландияда , Папуада , Жаңа Гвинеяда , АҚШ -та, Ресейде және Италияда жұмыс істеуде. Қазақстанда Жаркентте (темп-расы 100ӘС), Алматыда (65ӘС), Қызылқұмда (100ӘС), т.б. ыстық су көздері бар. Бірақ олардың параметрлерінің төмендігі Геотермиялық электр станциясын салу мақсатында қолдануға мүмкіндік бермейді. Оларды тек үйлер мен құрылыстарды жылыту және ыстық сумен қамтамасыз ету мақсаттары үшін пайдалану мүмкіндігі бар.

19 слайд

#20 слайд
Дереккөздер • Қазақ тілі терминдерінің салалық ғылыми түсіндірме сөздігі: География және геодезия. — Алматы: "Мектеп" баспасы, 2007. — 264 бет.

20 слайд

#21 слайд
Н а з а р а у д а р ғ а н д а р ы ң ы з ғ а р а х м е т !!!Орындаған : Бектұрған Н

21 слайд