Wprowadzenie
Elektrownie geotermalne typu binarnego są jednym z trzech głównych typów elektrowni geotermalnych stosowanych komercyjnie, obok elektrowni typu flash i suchej pary.
W przeciwieństwie do pozostałych dwóch typów, elektrownie binarne mogą produkować energię elektryczną z geofluidu o znacznie niższej temperaturze, nawet tak niskiej jak 57°C. Zasoby wodne o temperaturze poniżej 150°C są znacznie bardziej powszechne niż te powyżej 150°C, co oznacza, że elektrownie binarne mają większy potencjał do szerokiego zastosowania. Początkowe koszty instalacji dla elektrowni binarnych są również niższe, ponieważ nie wymagają głębokiego wiercenia, aby dotrzeć do geofluidu o odpowiedniej temperaturze; wiercenie zazwyczaj stanowi 30-50% całkowitych kosztów budowy elektrowni geotermalnej.
Elektrownie binarne korzystają z niższych kosztów utrzymania turbin, ponieważ płyn roboczy nie jest korozyjny i nie powoduje osadów. Elektrownie geotermalne stosujące metodę generacji typu suchej pary lub flash mogą cierpieć z powodu osadów, korozji i problemów związanych z gazami niekondensującymi się (NCG), ale te problemy mają mniejszy wpływ na elektrownie binarne.
Kolejną zaletą elektrowni binarnych jest możliwość ich wdrożenia w formie modułowej. Nie jest niczym niezwykłym, że elektrownie o mocy 0,5-2MW są dostarczane, instalowane i zaczynają generować energię w krótkim czasie (dni lub tygodnie).
Operacja
Geofluid jest pompowany z podziemnego zbiornika do wymiennika ciepła na powierzchni. Wymiennik ciepła przekazuje ciepło do płynu roboczego (zwykle na bazie węglowodorów), umożliwiając wymianę ciepła.
Geofluid podgrzewa płyn roboczy powyżej jego punktu wrzenia, zmieniając jego stan na parowy. Geofluid jest następnie zwracany do podziemnego zbiornika przez linię iniekcyjną. Odparowany płyn roboczy jest kierowany do turbiny cyklu organicznego Rankine'a (ORC), gdzie napędza turbinę.
Obrót turbiny napędza również generator prądu przemiennego, który jest połączony z turbiną na wspólnym wale, generując energię elektryczną. Po opuszczeniu turbiny, płyn roboczy jest kondensowany z powrotem do postaci ciekłej za pomocą skraplacza. Kondensacja płynu roboczego jest niezbędna, aby można go było ponownie przepompować do wymiennika ciepła i powtórzyć proces.
Wieże chłodnicze są używane do schładzania pary płynu roboczego i kondensowania jej z powrotem do postaci ciekłej. Ciepło z wieży chłodniczej jest odprowadzane do powietrza lub do źródła wody, takiego jak rzeka lub jezioro. Zazwyczaj stosuje się wentylatory osiowe z wymuszonym lub indukowanym ciągiem, które są instalowane w formie modułowej jako komórki chłodzące.
Komponenty Systemu
Ten model 3D pokazuje wszystkie główne komponenty związane z idealizowaną elektrownią geotermalną typu binarnego, w tym:
- Otwór Produkcyjny
- Otwór Iniekcyjny
- Wymiennik Ciepła
- Turbina Cyklu Organicznego Rankine'a (ORC)
- Generator Prądu Przemiennego
- Wieża Chłodnicza
Dodatkowe Zasoby
https://geothermal-energy-journal.springeropen.com/articles/10.1186/s40517-017-0074-z
https://www.energy.gov/eere/geothermal/electricity-generation