Геотермальные установки. Основные схемы и принципы преобразования глубинного тепла Земли в электрическую энергию. – 2 часа

Мировой опыт показывает, что ряд стран и регионов успешно решают проблемы энергообеспечения на основе развития нетрадиционной энергетики, в том числе за счет использования геотермального тепла. Геотермальная энергия представляет собой естественное тепло нашей планеты.

Недра Земли обладают огромными запасами энергии. Установлено, что энергии, накопленной планетой во время образования, недостаточно для поддержания высоких температур, и, вероятно, существует какой-то дополнительный источник энергии, который обеспечивает тепловой баланс планеты и высокоэнергетические процессы. Таким источником является, скорее всего, энергия распада радиоактивных элементов.

По мере движения к центру Земли температура и давление повышаются. Так, ядро Земли радиусом 1350км, состоящее из твердого железа, имеет температуру до 4000^oС, давление – свыше трех миллионов атмосфер. За счет теплопроводности происходит выход тепла (геотермальное тепло) на поверхность Земли.

В коре Земли аккумулировано около 1014 МДж/км², величина среднего геотермального потока составляет 0,06 Вт/м². Распределение потока по поверхности Земли крайне неравномерно, и есть участки с величиной теплового потока 10-20 Вт/м². Верхний слой Земли – кора – имеет толщину не более 30 км на суше и 5 км – в океане. Твердые породы, слагающие кору, имеют среднюю плотность 2700 кг/м³, теплоемкость – 1000 Дж/кг ^oК, теплопроводность – 2 Вт/м ^oК.

Геотермальные ресурсы и возможности их использования определяются температурой источника тепла и температурным градиентом. Температурный (геотермический) градиент g (^oС/км) является наиболее важным параметром, он показывает температуру тепла в слое Земли толщиной 1 км. В зависимости от значения этих показателей определяют геотермальные районы.