Том 336 № 1 (2025)
DOI https://doi.org/10.18799/24131830/2025/1/4880
Численные исследования эффективности работы бинарных геотермальных станций на изученных термальных месторождениях России
Актуальность исследования состоит в необходимости развития в России технологий, использующих нетрадиционные источники энергии. Формирование данных технологий позволит обеспечивать энергетическими ресурсами население без вредных выбросов в окружающую среду. Целью исследования является комплексный анализ особенностей работы бинарной геотермальной электростанции в различных климатических условиях эксплуатации. Объекты: тепловые схемы бинарных геотермальных станций применительно к установке в различных географических регионах и работе от различных геотермальных источников. Методы: численные исследования на основе математических алгоритмов систем бинарных геотермальных установок, сравнительный анализ эффективности бинарных геотермальных установок по различным внешним параметрам. Результаты. Проведены численные исследования для определения эффективности геотермальных электростанций с тепловой схемой бинарного типа и с конденсатором воздушного охлаждения при их работе на различных источниках, для чего выбраны 15 известных геотермальных источников, которые расположены в различных географических регионах России. По известным характеристикам флюида на выходе из скважины проанализированы возможные параметры работы бинарных геотермальных электростанций. Так как геотермальная электростанция имеет в составе тепловой схемы конденсатор воздушного охлаждения, были получены параметры ее работы от среднемесячных температур окружающего воздуха в календарном году в регионе, в котором расположен анализируемый геотермальный источник. Численные исследования показали влияние параметров термальных источников и климатических особенностей на эффективность генерации электрической энергии посредством бинарной установки. Выявлено, что при возможной работе бинарной геотермальной станции в течение календарного года наибольшая среднемесячная электрическая мощность ожидаемо достигается в холодный период времени, в данном случае в январе, и составляет 1752 кВт для Могойского горячего источника. Для самого теплого месяца в году – июля – наибольшей электрической мощностью 930 кВт могла бы обладать бинарная электростанция Мечигменского горячего источника. Наибольший абсолютный электрический КПД в январе достигает 15,22 %, зависит в большей степени от величины температуры подвода тепловой энергии в цикле и среди рассматриваемых в данной работе бинарных станций им сможет обладать геотермальная электростанция в н.п. Чажемто.
Ключевые слова:
бинарная геотермальная электростанция, фреон, рабочее тело, конденсатор воздушного охлаждения, органический цикл Ренкина