211service.com
Pigesnis geoterminis
Tyrėjai adresu Ramiojo vandenyno šiaurės vakarų nacionalinė laboratorija Ričlande (WA) teigia, kad jie sukūrė aukščiausios rūšies šilumą ištraukiantį skystį, kuris galėtų žymiai pagerinti atsinaujinančios energijos gamybos iš žemos temperatūros geoterminių išteklių ekonomiką.
Geoterminės energijos naudojimas: Ramiojo vandenyno šiaurės vakarų nacionalinėje laboratorijoje sukurtas nanomedžiagos molekulinis vaizdas, galintis pagerinti geoterminių elektrinių efektyvumą.
Laboratorijos darbuotojas Pete'as McGrailas teigia, kad skystis naudojamas karšto vandens, kuris buvo pumpuojamas iš požeminio į geoterminio įrenginio šilumokaitį, šilumai sugerti. Skystis gali padidinti šilumos surinkimo greitį 20–30 procentų. Tyrėjai sukūrė patentuotas nanomedžiagas, sudarytas iš metalų, sujungtų organinėmis molekulėmis. Jie nustatė, kad nanomedžiagų pridėjimas į skystį, pavyzdžiui, heksaną ar pentaną, žymiai pagerino skysčio šilumos sulaikymo savybes.
Tikimasi, kad padidinus efektyvumą tiek, kiek manome, projektas gali tapti ekonomiškas daug mažesniame gylyje, sako McGrail. Galėsite dislokuoti srityse, kurios dabar būtų laikomos ribinėmis arba neekonomiškomis.
Po mūsų kojomis geoterminės energijos netrūksta. Gręžkite pakankamai giliai ir šiluma yra. An MIT vadovaujamas tyrimas padarė išvadą, kad geoterminės energijos sistemos gali tiekti 100 gigavatų galios Jungtinėms Valstijoms iki 2050 m., tačiau tik tuo atveju, jei atsiras naujų gręžimo ir uolienų skaldymo technologijų bei pažangių įrenginių projektų, kurie galėtų sumažinti plėtros išlaidas.
Reikalingos patobulintos technologijos, nes dauguma ekonomiškų geoterminių elektrinių šiandien gamina elektrą naudodamos garą arba karštą vandenį tiesiai iš natūraliai susidariusių aukštos temperatūros rezervuarų, tokių kaip Geizerių laukas Kalifornijoje. Šuliniai yra gana sekli, vanduo yra 360 laipsnių pagal Farenheitą arba karštesnis, o uoliena yra pakankamai porėta, kad pakankamai cirkuliuotų vanduo. Geoterminių išteklių panaudojimas ne tokiose idealiose vietose reikia gręžti giliau ir priverstinai lūžti uolienose, o tai abu papildo milžiniškas išlaidas. Tai taip pat reiškia, kad reikia maksimaliai išnaudoti žemesnės temperatūros šilumos išteklius, o tai pasiekiama naudojant dvejetainio ciklo įrenginius, kurie išgauna ir perskirsto šilumą iš požeminio karšto vandens, o ne naudoja karštą vandenį tiesiogiai turbinai sukti.
Šiuose įrenginiuose vanduo, pumpuojamas į įpurškimo šulinį, sugeria šilumą iš karštų uolienų ir yra pumpuojamas atgal per atskirą ištraukimo šulinį, kurio temperatūra svyruoja nuo 150 laipsnių pagal Farenheitą iki 300 laipsnių pagal Farenheitą. Tada karštas vanduo kartu su skysčiu, kurio virimo temperatūra yra žema, perleidžiamas per šilumokaitį. Šis skystis, kuris teka savo uždara kilpa gamykloje, sugeria šilumą iš vandens ir esant aukštam slėgiui virsta garais. Garai praeina per turbiną, generuodami energiją, tada kondensuojami ir grąžinami atgal per kilpą.
McGrail ir jo tyrimų komanda suklupo, kaip padidinti energijos konversijos greitį, kai dvi kilpos praeina per šilumokaitį. Iš pradžių jie sukūrė patentuotas medžiagas kitam projektui, skirtu pagerinti anglies dioksido, išmetamo iš iškastinio kuro gamyklos, surinkimą. Jie suprato, kad medžiagos turi puikių termodinaminių savybių, kai pridedamos prie organinio skysčio. Naujasis skystis gali surinkti iki 30 procentų daugiau šilumos iš uždaro vandens kontūro, o dėl greito išsiplėtimo ir susitraukimo galimybių gali pasiekti didesnį slėgį varant turbiną.
Tai vienas iš tų momentų laboratorijoje, kai žiūrite į duomenis ir sakote: „Oho!“, – sako McGrail. Jo grupė gavo 1,2 milijono JAV dolerių dotaciją iš Energetikos departamento geoterminių technologijų programos, kad būtų sukurtas stalinis prototipas, rodantis veikiančio skysčio savybes.
Tikimės, kad iki metų pabaigos kartu sukursime bandomosios kilpos sistemą. Surinksime visą darbinį bloką su šilumokaičiu, kompresoriumi, siurbliais ir turbinų sistema, kad matytume, kaip veikia visas procesas, sako jis.
Liūto dalis geoterminės energijos sąnaudų tenka gręžimui ir gamybinių gręžinių paruošimui, sako Susan Petty, Sietle įsikūrusios „AltaRock Energy“, patobulintų geoterminių sistemų kūrėjos, vyriausioji technologijų pareigūnė. Jei ketinate 20 procentų ar daugiau pagerinti efektyvumą, tai 20 procentų mažiau, sako ji. Tai tikrai labai reikšminga.
Tačiau yra potencialių šou atlikėjų. Ronas DiPippo, Masačusetso Dartmuto universiteto mechanikos inžinerijos profesorius emeritas ir MIT ataskaitos bendraautoris, perspėja, kad išgaravęs skystis turi praeiti pro turbiną nepakenkdamas veikimui. Jis sako, kad į šiuos dalykus reikia žiūrėti skeptiškai ir atidžiai išanalizuoti šių skysčių savybes. Iš vienos pusės galite gauti naudos, o iš kitos pusės – auką.
Išbandžius, kaip nanomedžiagos praeina per turbiną, bus prioritetas, kai bus sukurtas prototipas, sako McGrail. Mes dar nežinome, ar tai bus problema.