Автономная геотермальная электроустановка

С.Н. Куканков, к.т.н.; О.Н. Федорищев

Военная академия РВСН им. Петра Великого

Современное развитие человеческого общества существенно зависит от возможности доступа и использования дешевых и удобных источников энергоресурсов. На протяжении всего XX века роль основного энергоресурса играла нефть. Но предстоящий спад мировой добычи нефти уже не является предметом дебатов и прогнозируется не позже 2010 года, в связи с чем стоит вопрос о замене нефти как основного энергоносителя. Ядерная энергетика также не является панацеей - запасы урана ограничены, будущее термояда туманно. Водородная энергетика так же пока сдерживается проблемами обеспечения безопасности и собственной энергоемкости.

Рост потребления энергии при ограниченности запасов традиционных энергоресурсов на Земле составляет внутреннее содержание нарастающего энергетического кризиса, выражающегося, прежде всего, в постоянном повышении цен на нефть, газ и уголь, причем, темпы нарастания кризиса только увеличиваются. В основе энергетического кризиса лежат ограниченные запасы используемых энергоносителей с одной стороны и поступательное развитие общества, рост населения, промышленности, увеличение энергопотребления с другой.

Неизбежное истощение невозобновляемых источников энергии, растущие потребности человечества в энергии вынуждают человечество обратиться к энергосберегающим технологиям и возобновляемым источникам энергии. Использование возобновляемых источников энергии, таких как энергия солнца, движение водных и воздушных масс, геотермальная энергия, другие природные явления - составляет основу нетрадиционной энергетики.

В этой связи заслуживают внимания разработки, связанные с использованием естественного тепла Земли, а именно тепла, которое находится на определённой глубине от поверхности земли. Известны тепловые насосы, которые выкачивают тепло из глубины на поверхность, которое используется для отопления и других целей. Однако при этом необходимо затрачивать искусственно произведённую энергию для работы насоса. Ниже предложена конструкция установки, принцип действия которой основан на возникновении конвекции жидкости из-за разности температур на поверхности земли и на глубине, и использовании движения потоков жидкости для выработки электроэнергии с помощью гидроэлектрогенератора.

Устройство состоит из следующих компонентов, Два коаксиальных цилиндрических корпуса помещены в шахту и образуют два контура, для движения потоков жидкости. Во внутреннем корпусе расположены минитурбины или нескольких минитурбин, являющихся гидроэлектрогенераторами. Снизу и сверху корпуса соединяются с расширительными ёмкостями, которые заполнены рабочей жидкостью. Конструкция заглубляется в землю на расчетную глубину для создания разности температур, позволяющей обеспечить движение рабочей жидкости.

Принцип работы устройства заключается в том, что он забирает тепло окружающего грунта для нагрева рабочей жидкости. Во внешнем контуре температура рабочей жидкости в целом ниже температуры жидкости во внутреннем

контуре. Вследствие этого, жидкость во внутреннем контуре, имеющая более высокую температуру, благодаря возникающей конвекции будет подниматься вверх, обеспечивая циркуляцию.

Преимущества предлагаемых источников питания заключаются в следующем,

В основе принципа его функционирования лежат экологически чистые технологии, так как не происходит сжигания топлива и не производится вредных выбросов в атмосферу.

В зависимости от сезонности и условий работы возможно достижение максимальной эффективности в использовании автономных источников электропитания.

Источник имеет большой срок службы и работает полностью в автоматическом

режиме.

Обслуживание подобных установок заключается в сезонном техническом осмотре и периодическом контроле режима работы.

Конструкция установки позволяет использовать его в диапазоне температур, типичных для наших климатических условий.

Неисчерпаемость такого источника энергии как тепло Земли позволяет говорить о перспективности разработок систем, принцип действия которых основан на теплопередаче и выработке за счёт этого электроэнергии.