Итоговый проект по физике на тему "Геотермальная энергетика"

Слайд #1

1
Презентация к индивидуальному итоговому проекту

ГЕОТЕРМАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ
Выполнил: Ученик 9 “А” класса
ГБОУ ФМЛ №366
Скуратов Богдан
Руководитель: Косырев Кирилл Антонович

Слайд #2

Объем Земли составляет примерно 1085 млрд. куб.км, и весь он, за исключением тонкого слоя земной коры, имеет очень высокую температуру. В центре Земли температура составляет 4000-5000 К, в магматических очагах, расположенных сравнительно близко к
2
поверхности, заключеннаяв
достигает1200-1500К. недрахЗемлиоценивается
Тепловаяэнергия, в4,5·108трлнт.у.т,
однако эта энергия сильно рассеивается при движении теплового потока из внутренних областей к поверхности. Температура Земли увеличивается с глубиной в среднем на 30-35 ˚С при погружении на каждую тысячу метров. В отдельных районах планеты с активной
достигать200˚С/кмиболее,авысокотемпературные
вулканическойдеятельностьютемпературныйградиентможет
слои
расположены гораздо ближе к поверхности. В некоторых районах природа сама доставляет геотермальную энергию к поверхности в виде пара или перегретой воды, вскипающей и переходящей в пар при выходе на поверхность – гейзеры.
ГЕОТЕРМАЛЬНАЯ ЭНЕРГЕТИКА

Слайд #3

ГЕОТЕРМАЛЬНАЯ ЭНЕРГЕТИКА
Строение земного шара
Земное ядро. Самая раскалённая
частьЗемлистемпературойв
4000˚C. Состоит она, как полагают учёные, из расплавленного железа.
Мантия. покрывает
Оболочка,
ядро.
которая Мантия
достигающую глубины 2900 км.
•
Литосфера.Земнаякора,или,
иначе,литосфера(по-греч.
“литос” - камень, “сфера” – шар)
–верхняятвёрдаяоболочка
Земли, её мощность составляет от 30 до 100 км под материками и всего 5-7 км – под океанами.
Мантия
3
Внутреннее ядро
Внешнее ядро
Земная кора
Океан
Оболочки земного шара

Слайд #4

ГЕОТЕРМАЛЬНАЯ ЭНЕРГЕТИКА
4
Главным достоинством геотермальной энергии является ее практическая неиссякаемость и полная независимость от условий окружающей среды, времени суток и года. Помимо производства
тепловойиэлектрическойэнергии,возможнымипобочными продуктамиявляются
природныйгаз,минеральноесырьеи
опресненная вода.
Геотермальныеместорожденияподразделяютсяначетыре основных типа:

месторождения сухого пара,
месторождения влажного пара;
месторождения горячей воды;
месторождения нагретых сухих пород.

Слайд #5

Электростанции, на которых производится преобразование тепловой энергии термальных вод в электроэнергию, получили название геотермальных тепловых электростанций (ГеоТЭС).

Различают две основные технологические схемы ГеоТЭС:
электростанции атмосферного выброса;
электростанции с циркуляцией конденсата.
5
ГЕОТЕРМАЛЬНАЯ ЭНЕРГЕТИКА

Слайд #6

ГЕОТЕРМАЛЬНАЯ ЭНЕРГЕТИКА
Технологическая схема ГеоТЭС с прямым использованием пара
6
– эксплуатационная скважина;
– паровая турбина; 3 - генератор

Слайд #7

ГЕОТЕРМАЛЬНАЯ ЭНЕРГЕТИКА
Технологическая схема ГеоТЭСс непрямым использованием пара
7
1 – эксплуатационная скважина;
– теплообменник;
– дегазатор;
– насос;
– паровая турбина; 7 – генератор;
8 - конденсатор

Слайд #8

ГЕОТЕРМАЛЬНАЯ ЭНЕРГЕТИКА
Технологическая схема ГеоТЭС на влажном паре
8
1 – эксплуатационная скважина; 2 – обратная скважина; 3 – сепаратор; 4 – теплообменник; 5 – насос; 6 – паровая турбина;
7 – генератор; 8 - конденсатор

Слайд #9

9
ГЕОТЕРМАЛЬНАЯ ЭНЕРГЕТИКА
Технологическая схема двухконтурной ГеоТЭС
1 – эксплуатационная скважина; 2 – обратная скважина; 3 – парогенератор;
4 – конденсатор; 5 – насос; 6 – паровая турбина; 7 – генератор

Слайд #10

ГЕОТЕРМАЛЬНАЯ ЭНЕРГЕТИКА
10

Слайд #11

Принцип действия:
Тепловой насос / геотермальный зонд
Тепловые насосы, используя 1 кВт электроэнергии, преобразуют геотермальное тепло, в тепловую энергию до 4 кВт и выше, т. е. при расходе энергии порядка 25 % удовлетворяется 100 % потребности в тепле.
Принцип работы теплового насоса:
ГЕОТЕРМАЛЬНАЯ ЭНЕРГЕТИКА
11

Слайд #12

ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ГЕНЕРАТОРЫ
Термоэлектрические генераторы (ТЭГ) являются устройствами, в которых происходит непосредственное преобразование тепловой энергии в электрическую.

Принцип работы ТЭГ основан на эффекте Зеебека (Пельте),
которыйсостоитвтом,что
взамкнутой
цепи,состоящейиз
контактов
разнородныхматериалов, этихматериалов
приразныхтемпературах протекает
электрический
ток. Экспериментальныеисследованияпоказали,чтовеличинаЭДС
термопарызависитотиспользуемыхматериаловитемператур горячего и холодного спаев:
12

Слайд #13

ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ГЕНЕРАТОРЫ
ВовнешнейцепитермопарывозникаетэлектрическийтокI,приэтом горячий спай поглощает теплоту из горячего источника в количестве


а холодный спай отдает теплоту холодному телу в количестве
Разность подведенной и отведенной теплоты составляет удельную работу тока за секунду времени:


Термический КПД процесса преобразования энергии можно определить через отношение работы к подведенной теплоте:
13

Слайд #14

ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ГЕНЕРАТОРЫ
Принципиальная схема элементарного полупроводникового термоэлектрического генератора
14

Слайд #15

ИСТОЧНИКИ:
Бутузов В.А. «Геотермальные системы теплоснабжения в Краснодарском крае» Энергоменеджер-2002-№1-стр.14-16.
Бутузов В.А. «Анализ геотермальных систем теплоснабжения России» Промышленная энергетика-2002-№6-стр.53-57.
Доброхотов В.И. «Использование геотермальных ресурсов в энергетике России» Теплоэнергетика-2003-№1-стр.2-11.
Интернет ресурсы:
Геотермальная энергетика — Википедия (wikipedia.org)
Геотермальная энергетика: как тепло Земли превратили в эффективный энергоресурс / Хабр (habr.com)
Геотермальная энергия: что это такое, виды, источники (cleanbin.ru)
Геотермальная энергия: что это такое, источники, плюсы и минусы (bezotxodov.ru)
https://ecoteplo.pro/geotermalnaya-energiya/
Геотермальная энергия и ее использование, перспективы геотермальной энергетики » Школа для электрика: электротехника и электроника (electricalschool.info)

Слайд #16

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!