energia geotermalna w ogrzewnictwie i ciepłownictwie
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
1
Konrad Bednarek
ENERGIA GEOTERMALNA W OGRZEWNICTWIE I CIEPŁOWNICTWIE
2
WPROWADZENIE
Ziemia posiada ogromne zasoby energii (ok 8x1030 J)
Na tą energię składają się:a) Energia rezydualna b) Samoistne źródła ciepła tj.:
Procesy naturalnego rozpadu pierwiastków promieniotwórczych Ciepło krystalizacji substancji tworzących zewnętrzne jądro ciekłe Ciepło dyssypacji energii płynów w płynnym wnętrzu ziemi.
Średnia gęstość strumień ciepła geotermicznego przepływającego w kierunku ziemi to ok 63kW/km2
Na obszarze naszego kraju gęstość strumienia ciepła jest dość zróżnicowana (38-105kW/km2)
3
Rozkład gęstości strumienia ciepła na obszarze Polski
4
PODZIAŁ WÓD GEOTERMALNYCH W ZALEŻNOŚCI OD TEMPERATURY
a) Ciepłe (niskotemperaturowe)
b) Gorące (średniotemperaturowe)
c) Bardzo gorące (wysokotemperaturowe)
d) Przegrzane
5
Polskie zasoby wód geotermalnych wynoszą ok 6600 km3. Większość znajduje się na obszarze Niżu Polskiego. Głębokość dostępnych wód ok 1,5 do 3,5 km
Temperatura 25 – 150 C⁰ Potencjał złóż polskich: 625 000 PJ/ rocznie 1 PJ = 23tys. ton ropy naftowej.
rodzaj energii wielkość (PJ) %energia geotermalna 625 000 99,8
biomasa 407
0,2energia słoneczna 280energia wiatru 140energia wody 43
Potencjał energii odnawialnej w Polsce
6
POLSKA- MAPA ROZKŁADU TEMPERATURY NA GŁĘBOKOŚCI 3000 M P.P.M.
7
EUROPA- MAPA ROZKŁADU TEMPERATURY NA GŁĘBOKOŚCI 5000 M P.P.M.
8
NAJWAŻNIEJSZE CZYNNIKI BRENE POD UWAGĘ PRZY DOBORZE LOKALIZACJI NA CIEPŁOWNIE GEOTERMALNE
a) Potencjał energetyczny wód basenów i subbasenów geotermalnych.
b) Koszt wykonania prac podziemnych; 60-80% kosztu budowy ciepłowni geotermalnej
c) Temperatura i stopień mineralizacji wód
9
OKRĘGI I PROWINCJE GEOTERMALNE POLSKI
10
NAJCZĘSTSZE ROZWIĄZANIA W PRAKTYCE EKSPLOATACYJNEJ ZŁÓŻ GEOTERMALNYCH
System jednootworowyCECHY• Stosowane w przypadku wód niezmineralizowanych
lub słabo zmineralizowanych• Woda wychodząca z wymiennika ciepła może być
stosowana np. do celów pitnych, nawadniania, hodowli ryb.
• Wsiąkającej woda ze zbiornika retencyjnego ulega samooczyszczaniu
• Wadą jest możliwość wyczerpania zasobów wody
11
NAJCZĘSTSZE ROZWIĄZANIA W PRAKTYCE EKSPLOATACYJNEJ ZŁÓŻ GEOTERMALNYCH
System dwuotworowych
CECHY• Stosowane w przypadku wód o wysokim stopniu
mineralizacji• Woda wychodząca z wymiennika ciepła kierowana
jest do otworu chłonnego i zatłaczana do warstwy wodonośnej
12
OCENA MOŻLIWOŚCI WYKORZYSTANIA ENERGII GEOTERMALNEJ
Czynniki decydujące o możliwościach wykorzystania zasobów wody geotermalnej:a) Różnica temperatur między wodą geotermalną a wodą sieciowąb) Strumień wody oraz temperatura zasilania i powrotu
13
OCENA MOŻLIWOŚCI WYKORZYSTANIA ENERGII GEOTERMALNEJ
Najlepsze wykorzystanie energii geotermalnej może zapewnić:
a) Stosowanie ogrzewania podłogowegob) Przechodzenie z ogrzewania wysokotemperaturowego w niskotemperaturowec) Stosowanie szeregowego lub równoległego łączenia odbiorców
1 - Pionowy rozkład temp. dla ogrzewania podłogowego 2 – Pionowy rozkład temp. dla tradycyjnych systemów centralnego ogrzewania
14
SPOSOBY WYKORZYSTANIA ENERGII GEOTERMALNEJ
Diagram Lindala
15
WYKORZYSTANIE ENERGII GEOTERMALNEJ NA ŚWIECIE W PODZIALE NA RÓŻNE KATEGORIE
16
WYKORZYSTANIE ENERGII GEOTERMALNEJ W CIEPŁOWNICTWIE
Trzy podstawowe układy instalacji geotermalneja) Monowalentnyb) Biwalentnyc) Kombinowany
Schemat układu wspomaganego kotłem szczytowym
17
SPOSOBY WYKORZYSTANIA ENERGII GEOTERMALNEJ
Wspomaganie wymiennika ciepła poprzez pompę ciepła
18
ISTNIEJĄCE I PLANOWANE CIEPŁOWNIE W POLSCE
ISTNIEJĄCE: Bańska Niżna- Biały
Dunajec Pyrzyce Mszczonów Uniejów Słomniki koło Krakowa Stargard Szczeciński!
19
PODSTAWOWE DANE ISTNIEJĄCYCH CIEPŁOWNI
20
ISTNIEJĄCE CIEPŁOWNIE W POLSCE
BAŃSKA NIŻNA - BIAŁY DUNAJEC
21
PARK WODNY ZAKOPANE
22
POMPY CIEPŁA
Czym jest pompa ciepła?
23
POMPY CIEPŁA
Najprostszy przypadek stanowi lodówka.W lodówce mamy wszystko co potrzeba: Zamrażalnik, sprężarkę i radiator.
Zamrażalnik pobiera ciepło z otoczenia sprężarka pobierając prąd (energię )podwyższa temperaturę radiator oddaje ciepło.
24
POMPY CIEPŁA
5kW=20kW ! Najpierw trzeba coś
zainwestować (ok. 70 000zł)
25
WPŁYW ENERGETYKI GEOTERMALNEJ NA ŚRODOWISKO
Dane na podstawie badań powietrza wykonanych w Zakopanem (2002r.):
Redukcja tlenków:a) SO2 - 45%b) NOx - 52%
Pyłów – 48%
Geotermia w Unijewie:
Zamknięto 10 osiedlowych, przemysłowych i szkolnych kotłowni węglowych oraz 160 kotłowni węglowych w domach jednorodzinnych
Rocznie spalano tam 2200 Gg węgla Uniknięto emisji:
a) 31 Gg/y SO2
b) 99 Gg/y CO2
c) 3 Gg/y NOx
d) 33 Gg/y pyłów
26
WPŁYW ENERGETYKI GEOTERMALNEJ NA ŚRODOWISKO
Zalety energetyki getermalnej: Niepodatność na zmiany klimatyczne i pogodowe Źródła praktycznie niewyczerpalne Praktycznie brak emisji szkodliwych substancji Urządzenia techniki geotermalnej nie zajmują wiele miejsca i nie
wpływają na wygląd krajobrazu
27
WPŁYW ENERGETYKI GEOTERMALNEJ NA ŚRODOWISKO
WADY I ZAGROŻENIA WYNIKAJĄCE Z POZYSKIWANIA ENERGII GEOTERMALNEJ
Wysokie koszy budowy (przede wszystkim odwierty) Emisja siarkowodoru Uwalnianie radonu Zanieczyszczenie wód głębinowych Przy niewłaściwie zaprojektowanej instalacji geotermalnej istnieje
niebezpieczeństwo wystudzenia złoża
28
OPŁACALNOŚĆ ENERGETYKI GEOTERMALNEJ
Opłacalność energetyki geotermalnej zależy od wielu czynników. Najważniejsze z nich to:
Możliwość wykorzystania istniejących odwiertów
Prawidłowe zaprojektowanie mocy obiektu
Uzyskanie odpowiedniej wydajności wody geotermalnej
Koszt wyprodukowania 1GJ energii ze źródeł energii geotermalnej w polskich warunkach waha się w granicach 27-37zł
Z oleju opałowego 60zł
29
BIBLIOGRAFIA Lewandowski W.M.; Proekologiczne odnawialne źródła energii; WNT; Warszawa 2006 Nowak W., Stachel A.A., Borsukiewicz-Gozdur A.: Zastosowania odnawialnych źródeł energii;
Wydawnictwo Uczelniane Politechniki Szczecińskiej; Szczecin 2008 Oszczak W.; Ogrzewanie domów z zastosowaniem pomp ciepła; WKŁ; Warszawa 2009 www.geotermia.pl http://www.cire.pl/pliki/2/ciepl_geotermalna.pdf www.aquapark.zakopane.pl www.viessmann.pl www.ogrzewnictwo.pl/artykuly/przyspieszy-rozwoj-geotermii-sa-juz-innowacyjne-technologie