Geotermlis energia Jelentse Geo Fld Thermal H Fld

Geotermális energia

Jelentése Geo (Föld) Thermal (Hő) Föld hőjének energetikai célú hasznosítása.

A Föld rétegei Rétegek belülről kifelé: – belső tömör mag (1600 -2500 km; Fe; Ni), – cseppfolyós külső mag (Föld mágneses mezeje), – köpeny, – kéreg (2 -90 km).

Lemeztektonika – – A kéreglemezek állandó mozgásban vannak. (néhány cm/év) Az ütközések és morzsolódások következtében hegyek, vulkánok, gejzírek alakulhatnak ki.

Elegendő? n Átlagos geotermális hőáramsűrűség a Föld felszínén: = 0, 057 W/m 2 n Földfelszín: 4πR 2 = 5, 2· 1014 m 2 n Teljes geotermális potenciál: 30 TW n Csak ~30% szárazföld: 0, 3· 30 = 9 TW n A jelenlegi igény: 16 TW (világ, össz. en. ). → elvileg sem elegendő

Geotermális kutak Meddő CH kutak Kutak potenciálját jellemző adatok: – vízhozam, – hőmérséklet. (A kutak mélysége főleg gazdasági szempontból fontos. )

Technológiai megoldások – Szárazgőzös eljárás – Nedvesgőzös eljárás – Kétközeges (bináris) rendszerek

LINDAL-féle diagram A Lindal diagram a műszakilag megvalósítható technológiákat tárgyalja, azoknak gazdaságosságát nem vizsgálja.

Műszaki megoldások Nedvesgőzöket termelő kutakra telepíthető kettős közegű (bináris) áramfejlesztő az úgynevezett ORC (organic Rankine cycle) technológia Forróvíz Alacsony forráspontú folyadékgőz Elgőzölögtető Turbina Generátor Előhűtő Kondenzátor Hűtővíz Víztermelő kút

Műszaki megoldások Kigőzölögtetéses technológiájú geoerőmű Gőz + forróvíz Szeparátor Turbina Generátor Forróvíz Kondenzátor Hűtővíz Víztermelő kút

Műszaki megoldások HDR (hot dry rock) úgynevezett forrószikla technológia

Műszaki megoldások Kalina ciklus (NH 3 -H 2 O) NH 3 -H 2 O forrási hőmérséklete a primer folyadék hőmérsékletének függvényében nő, így nagyobb villamos teljesítményt tud produkálni

Geotermális erőmű Termálvizes erőmű főbb rendszerei n geotermális forrás (tározó) n kigőzölögtető és gőztisztító n energetikai berendezések (trubina, gen. stb. ) n ásványi anyag hasznosítás

Geotermális erőmű Geotermális energiaforrás

Geotermális erőmű Termálvíz kigőzölögtetés és gőztisztítás

Geotermális erőmű Gépészeti berendezések

Geotermális erőmű Megújuló/megújítható mert…

Geotermális erőmű Ásványi anyagok hasznosítása

Hazai viszonyok Magyarország CH meddő kútjainak területi megoszlása (5 km 2/ fúrás)

Metános termálvíz hasznosítás generátor gázmotor termálvíz+metán Víz (59°C) víz (72°C) kazán

Hazai viszonyok Hőmérséklet eloszlás 2000 méter mélységben

Hazai viszonyok Hőmérséklet eloszlás 3000 méter mélységben

Hazai viszonyok Villamosenergia termelés Előrejelzések alapján, a következő 10 -15 évben építendő geoerőművek beépített kapacitása az egész országra nézve sem fogja meghaladni a 20 -25 MW-ot.

Geotermális energia előnyei környezetbarát technológia, – fogyasztóközeli energiaforrás, – lokális fejlődés elősegítése, – egyéb. –

Geotermális energia hátrányai – – – lokális szennyező (zaj, büdös gáz (H 2 S), stb), fogyasztóközeli energiaforrás, talajsüllyedés, csökkenhet a geotermális bázis, egyéb.

Hőszivattyús rendszerek

Hőszivattyús rendszerek A technológia révén a természetes hőforrások és bármilyen hulladék hője, bizonyos energiabefektetések árán, magasabb szintre emelhető, azaz a kis hőmérsékletű hőforrások energiája is hasznosítható, primerenergiamegtakarítást lehetővé téve.

Hőszivattyús rendszerek Természetes energiaforrások: levegő, – talaj, – napsugárzás, – felszíni vizek, – talajvíz, geotermikus energia, elfolyó termálvizek hőtartalma, – egyéb. – – –

Hőszivattyús rendszerek Hulladékhő : elfolyó víz, – használt levegő, – technológiai folyamatok hulladékhője, – csatornák szennyvize, – – – villamosenergia átvitel, transzformátorok, olajrendszere, egyéb.

Hőszivattyú

Hőszivattyú belsőégésű motorral

Abszorpciós hőszivattyú

Hőszivattyúk működési elve

Hőszivattyúk jellemzője Hatásosság: A hőszivattyú hasznosságát az jelzi, hogy egységnyi meghajtó energiával hány egység hőt tud a környezetből elvonni. Ezt az arányt a hatékonysági mutatóval (COP, ) jelzik, amely mindig nagyobb 1 -nél.

Hőszivattyúk típusai A hőszivattyúk leggyakrabban a felhasznált közegek alapján kerülnek csoportosításra. – – gáz-gáz típusú hőszivattyú gáz-folyadék típusú szivattyú folyadék-folyadék típusú hőszivattyú folyadék-gáz típusú hőszivattyú A folyadék általában víz, a gázhalmazállapotú közeg pedig szinte minden esetben levegő.

Hőszivattyúk szezonális használata Klimatizálás Fűtés

Hőszivattyú kollektor opciók

Hőszivattyú kollektor-kör 7, 5 m 1, 2 m ~60 m ~6 m

Vízszintes kollektor-kör Területigény: 150. . 300 m 2

Függőleges kollektor-kör HDPE u-csövek Területigény: 22. . 27 m 2

Tó mint hőforrás Tó HDPE csövek UV védelemmel

Tó mint hőforrás Hőcserélő Visszatáplálás Szivattyú Víz belépés Hidegebb klímán vagy csak hűtésre

Hőszivattyúk alkalmazásának előnyei – – környezetbarát technológia, alkalmazásukkal részben kiválthatók a fűtéshez és vízmelegítéshez használ fosszilis energiahordozók, nincs tűz, robbanás, gázmérgezés hosszú élettartam, kis karbantartási igény

Energiamegtakarítás

Hőszivattyúk alkalmazásának hátrányai – hőszivattyúk alkalmazási területe korlátozott, azok alacsony hőmérsékleten való működésük miatt. – villamos energiát nem lehet velük termelni.