Они выяснили, как оптимизировать конструкцию под конкретное геотермальное месторождение и эффективнее получать энергию, сообщили ТАСС в пресс-службе Минобрнауки РФ.
Ранее инженеры ТПУ разработали опытный образец геотермальной тепловой электростанции бинарного типа, которая может работать при более низких температурах — от 60 и более градусов. При этом уже существующие подобные станции работают при температурах выше 100 градусов. Кроме того, томская ГеоЭС работает по технологии замкнутого цикла, что позволяет минимизировать выбросы в окружающую среду.
«Ученые ТПУ смоделировали работу бинарной ГеоЭС с воздушным охлаждением конденсатора в различных климатических условиях эксплуатации, период исследования — один календарный год. На основе анализа политехники разработали математическую модель, которая включает детальный тепловой расчет схемы геотермальной электростанции, поверочный расчет поверхностей охлаждения конденсатора с воздушным охлаждением и эффективность работы станции в зависимости от различных показателей (типа рабочего тела, массового расхода теплоносителя, температуры теплоносителя, параметров конденсации и других)», — сказано в сообщении.
Результаты моделирования показали, что количество вырабатываемой электроэнергии может сильно колебаться из-за изменений условий конденсации, вызванных режимом работы конденсатора с воздушным охлаждением. Причем критическим параметром для работы бинарных ГеоЭС, где используется конденсатор с воздушным охлаждением, является температура окружающей среды. Так, исследования суточного и годового профиля чистой выходной мощности ГеоЭС с учетом колебаний температуры окружающей среды показали, что в летние месяцы она может снижаться порядка на 36% по сравнению с зимой.
«Применение воздушного конденсатора в ГеоЭС на основе органического цикла Ренкина эффективно в климатических районах, где температура окружающего воздуха в теплый период года редко превышает 20 градусов. При этом сезонные изменения температуры действительно оказывают существенное влияние на мощность и абсолютный КПД бинарной ГеоЭС. Так, в течение календарного года колебания КПД могут составлять в среднем от 9,3% (за теплый период) до 14,7% (за холодный период)», — пояснил руководитель проекта, доцент НОЦ И. Н. Бутакова Инженерной школы энергетики ТПУ Станислав Янковский.
По его словам, все эти данные позволят оптимизировать конструкцию и состав оборудования станции для компактного размещения и наиболее эффективной выработки электроэнергии на конкретном геотермальном месторождении.
Об исследовании
Проект реализуется при поддержке федеральной программы Минобрнауки России «Приоритет-2030» национального проекта «Молодежь и дети». Результаты исследования опубликованы в Thermal Science and Engineering Progress (Q1, IF: 5.4).
