Geotermális energia.

Az előadások a következő témára: "Geotermális energia."— Előadás másolata:

1 Geotermális energia

2 Jelentése Geo (Föld) Thermal (Hő)
Föld hőjének energetikai célú hasznosítása.

3 A Föld rétegei Rétegek belülről kifelé: belső tömör mag
( km; Fe; Ni), cseppfolyós külső mag (Föld mágneses mezeje), köpeny, kéreg (2-90 km).

4 Lemeztektonika A kéreglemezek állandó mozgásban vannak. (néhány cm/év)
Az ütközések és morzsolódások következtében hegyek, vulkánok, gejzírek alakulhatnak ki.

5 Elegendő? Átlagos geotermális hőáramsűrűség a Föld felszínén: = 0,057 W/m2 Földfelszín: 4πR2 = 5,2·1014 m2 Teljes geotermális potenciál: 30 TW Csak ~30% szárazföld:0,3·30 = 9 TW A jelenlegi igény: 16 TW (világ, össz. en.). → elvileg sem elegendő

6 Geotermális kutak Meddő CH kutak Kutak potenciálját jellemző adatok:
vízhozam, hőmérséklet. (A kutak mélysége főleg gazdasági szempontból fontos.)

7 Technológiai megoldások
Szárazgőzös eljárás Nedvesgőzös eljárás Kétközeges (bináris) rendszerek

8 LINDAL-féle diagram A Lindal diagram a műszakilag megvalósítható technológiákat tárgyalja, azoknak gazdaságosságát nem vizsgálja.

9 Alacsony forráspontú folyadékgőz
Műszaki megoldások Nedvesgőzöket termelő kutakra telepíthető kettős közegű (bináris) áramfejlesztő az úgynevezett ORC (organic Rankine cycle) technológia Víztermelő kút Forróvíz Elgőzölögtető Előhűtő Kondenzátor Hűtővíz Generátor Alacsony forráspontú folyadékgőz Turbina

10 Műszaki megoldások Kigőzölögtetéses technológiájú geoerőmű
Víztermelő kút Gőz + forróvíz Kondenzátor Hűtővíz Generátor Gőz Turbina Szeparátor Forróvíz

11 Műszaki megoldások HDR (hot dry rock) úgynevezett forrószikla technológia

12 Műszaki megoldások Kalina ciklus (NH3-H2O) NH3-H2O forrási hőmérséklete a primer folyadék hőmérsékletének függvényében nő, így nagyobb villamos teljesítményt tud produkálni

13 Geotermális erőmű Termálvizes erőmű főbb rendszerei
geotermális forrás (tározó) kigőzölögtető és gőztisztító energetikai berendezések (trubina, gen. stb.) ásványi anyag hasznosítás

14 Geotermális erőmű Geotermális energiaforrás

15 Geotermális erőmű Termálvíz kigőzölögtetés és gőztisztítás

16 Geotermális erőmű Gépészeti berendezések

17 Geotermális erőmű Megújuló/megújítható mert…

18 Geotermális erőmű Ásványi anyagok hasznosítása

19 Hazai viszonyok Magyarország CH meddő kútjainak területi megoszlása (5 km2/ fúrás)

20 Metános termálvíz hasznosítás
Víz (59°C) termálvíz+metán kazán víz (72°C) metán gázmotor generátor

21 Hazai viszonyok Hőmérséklet eloszlás 2000 méter mélységben

22 Hazai viszonyok Hőmérséklet eloszlás 3000 méter mélységben

23 Hazai viszonyok Villamosenergia termelés
Előrejelzések alapján, a következő évben építendő geoerőművek beépített kapacitása az egész országra nézve sem fogja meghaladni a MW-ot.

24 Geotermális energia előnyei
környezetbarát technológia, fogyasztóközeli energiaforrás, lokális fejlődés elősegítése, egyéb.

25 Geotermális energia hátrányai
lokális szennyező (zaj, büdös gáz (H2S), stb), fogyasztóközeli energiaforrás, talajsüllyedés, csökkenhet a geotermális bázis, egyéb.

26 Hőszivattyús rendszerek

27 Hőszivattyús rendszerek
A technológia révén a természetes hőforrások és bármilyen hulladék hője, bizonyos energiabefektetések árán, magasabb szintre emelhető,azaz a kis hőmérsékletű hőforrások energiája is hasznosítható, primerenergia-megtakarítást lehetővé téve.

28 Hőszivattyús rendszerek
Természetes energiaforrások: levegő, talaj, napsugárzás, felszíni vizek, talajvíz, geotermikus energia, elfolyó termálvizek hőtartalma, egyéb.

29 Hőszivattyús rendszerek
Hulladékhő : elfolyó víz, használt levegő, technológiai folyamatok hulladékhője, csatornák szennyvize, villamosenergia átvitel, transzformátorok, olajrendszere, egyéb.

30 Hőszivattyú

31 Hőszivattyú belsőégésű motorral

32 Abszorpciós hőszivattyú

33 Hőszivattyúk működési elve

34 Hőszivattyúk jellemzője
Hatásosság: A hőszivattyú hasznosságát az jelzi, hogy egységnyi meghajtó energiával hány egység hőt tud a környezetből elvonni. Ezt az arányt a hatékonysági mutatóval (COP, ) jelzik, amely mindig nagyobb 1-nél.

35 Hőszivattyúk típusai A hőszivattyúk leggyakrabban a felhasznált közegek alapján kerülnek csoportosításra. gáz-gáz típusú hőszivattyú gáz-folyadék típusú szivattyú folyadék-folyadék típusú hőszivattyú folyadék-gáz típusú hőszivattyú A folyadék általában víz, a gázhalmazállapotú közeg pedig szinte minden esetben levegő.

36 Hőszivattyúk szezonális használata
Klimatizálás Fűtés

37 Hőszivattyú kollektor opciók

38 Hőszivattyú kollektor-kör
7,5 m 1,2 m ~60 m ~6 m

39 Vízszintes kollektor-kör
Területigény: m2

40 Függőleges kollektor-kör
HDPE u-csövek Területigény: m2

41 Tó mint hőforrás Tó HDPE csövek UV védelemmel

42 Hidegebb klímán vagy csak hűtésre
Tó mint hőforrás Hőcserélő Szivattyú Visszatáplálás Víz belépés Hidegebb klímán vagy csak hűtésre

43 Hőszivattyúk alkalmazásának előnyei
környezetbarát technológia, alkalmazásukkal részben kiválthatók a fűtéshez és vízmelegítéshez használ fosszilis energiahordozók, nincs tűz, robbanás, gázmérgezés hosszú élettartam, kis karbantartási igény

44 Energiamegtakarítás

45 Hőszivattyúk alkalmazásának hátrányai
hőszivattyúk alkalmazási területe korlátozott, azok alacsony hőmérsékleten való működésük miatt. villamos energiát nem lehet velük termelni.