Грундфос для інталяторів

Термосифон або геотермальне тепло самопливом

С. Міхненко

Канадський науково-дослідницький проект «Eavor» пропонує унікальний спосіб добування енергії з джерела геотермального тепла з використанням ефекту «термосифона», використовуючи конструкцію із замкненим контуром рідини, який працює без насосів та додаткового джерела живлення. Прототип установки вже створено в Альберті, Канада

Сонце і вітер – це масштабовані поновлювані ресурси, але вони виробляють енергію тільки тоді, коли сонце сходить, а вітер дме, а не тоді, коли це необхідно мережі. Доступ до сталого геотермального джерела енергії в певних локаціях існує завжди, її використання дозволяє позбутися властивої нерівномірності генерації, властивої іншим ВДЕ. Чимало локацій із сталим геотермальним теплом існує і в Україні.

Технологія «Eavor-Loop» (або «петля Івор») компанії «Eavor», що входить до нафтового концерну Chevron, по суті – це геотермальна станція (див. рис. 1) з низькою ентальпією, яка пропускає робочу рідину через замкнутий контур таким чином, щоб він продовжував працювати самостійно через різницю в об'ємної щільності нагрітої і охолодженої рідини, що циркулює в замкнутому контурі, лише за рахунок гравітації, не додаючи ніякої додаткової енергії при її роботі.

Зображення геотермльна станція Eavor Рис. 1. Геотермальна станція Eavor

Ідея проста: гаряча вода хоче піднятися, холодна вода хоче опуститися. Таким чином, тунель Eavor-Loop від станції за маршрутом A-BC-D-E проходить далеко вниз, на кілька кілометрів вглиб Землі, а потім проходить ряд паралельних тунелів горизонтально, де вода стає гарячою. Самі тунелі пробурені глибоко під поверхнею методом, що використовується для буріння сланцевих пластів під нахилом у нафтогазовій промисловості, потім знову з’єднуються і знову піднімаються вертикально, рис. 2.

Зображення схема геотермальної станції в Канаді Рис. 2. Схема станції «Eavor-Loop»

Тепло збирається на поверхні і використовується або безпосередньо для опалення приміщень, або після його перетворення в електрику з допомогою звичайного теплового двигуна. Це охолоджує воду, після чого вона повертається назад під землю в наступний подібний набір підземних теплообмінних тунелів, які знову нагрівають і відправляють гарячу рідину назад на поверхню туди, де знову можна відбирати тепло.

Коли рідина (в даному разі – вода) в замкнутому контурі знаходиться в русі, більш висока щільність більш холодної води буде штовхати її вниз, а більш низька щільність гарячої води полегшить її рух вгору. Якщо спочатку запустити контур за допомогою зовнішнього насосу, то потім вода почне циркулювати без додаткової енергії, самопливом.

Система може працювати в різних конфігураціях, не всі з яких вимагають декількох рознесених наземних станцій. Можна також масштабувати потужність додаючи додаткові теплообмінні «петлі» до свого об'єкту.

Дослідники з Eavor пояснюють, що «один контур установки може генерувати електрику в промислових масштабах або достатню еквівалентну кількість тепла для 16000 домівок. Орієнтовна вартість виробництва енергії становитиме 50 канадійських доларів за мегават-годину».

У компанії є повномасштабний прототип, що працює на майданчику біля Rocky Mountain House в провінціі Альберта, Канада.

Будівництво майданчика Eavor-Lite, рис. 1, почалося в серпні 2019 року, а до початку грудня 2020 р. вже була запущена вся система циркуляції робочої рідини. Елементи конструкції зариті приблизно на 2,4 км в земну кору, вода проходить 2 км в поперечному напрямку, піднімається назад вгору і потім повертається на вихідне місце по трубі, що йде вздовж землі, завершуючи таким чином цикл, рис. 2. Промислові станції за цим принципом матимуть більшу ефективність за рахунок більш тривалого нагрівання у розгалуженій системі каналів, що нагадуватиме звичайний теплообмінник, див. рис. 3.

Зображення підземний геотермальний контур Рис. 3. Підземний теплообмінний контур для промислових станцій, що працюють за принципом термосифону

Спрощений прототип був побудований, щоб довести, що ефект «термосифона» може підтримувати циркуляцію теплоносія сам по собі, без додаткової примусової циркуляції, а також щоб протестувати технологію буріння під землею горизонтальних свердловин, що з’єднуються, див. рис. 3, і довести, що конструкції RockPipe компанії Eavor можуть підтримувати необхідний рівень тиску для свого функціонування без додаткового обладнання.

Наразі все більше компаній, які належать до нафтогазового комплексу (наприклад, в США це Exxon Mobil, Chevron, в Європі – Shell, Total, Eni тощо), свідомо переходять на різні технології видобування відновлюваної енергії. Світові нафтогазові гіганти тепер хочуть якнайшвидше самі увійти в перспективний ринок відновлюваної енергетики, аби остаточно не втратити свої позиції в майбутньому. Вони щорічно подвоюють-потроюють свої інвестиції в різноманітні «зелені» технології. Аналітики з Bloomberg New Energy Finance (BNEF) зазначають, що найбільші нафтові й газові компанії якщо й не безпосередньо інвестують у власні «зелені» розробки (як в даному прикладі – йдеться про пряму участь концерну Chevron в проекті геотермальної станції Eavor), то принаймні фінансують проекти з ВДЕ, придбаваючи акції «зелених компаній» та інвестуючи через краудфандінгове фінансуванні перспективні розробки-стартапи технологій для галузі ВДЕ. За підрахунками того ж BNEF, для того, щоб нафтогазові корпорації зберегли за собою свій вплив та нинішню частку у світовій економіці (наразі це приблизно 12%), вони мають пришвидшено інвестувати у ВДЕ принаймні до 2035 р.

Джерело: newatlas

Більше важливих статей і новин в Telegram-каналі AW-Therm та корисні відео на Youtube-каналі. Долучайтесь!

Просмотрено: 1 800


Оставьте комментарий

Telegram