Оценка энергетической эффективности гибридной гелио-геотермальной электростанции

В данной работе представлена оценка энергоэффективности гибридной гелиогеотермальной электростанции с учетом геотермального ресурса одной из продуктивных скважин (ТД4) и прямого солнечного излучения на геотермальном поле Тендахо (англ. Tendaho) в Эфиопии. Для оценки выработки энергии в гибридной солнечногеотермальной электростанции разработана термодинамическая модель геотермальной электростанции с системой одноступенчатого разделения пара, интегрированной с параболоцилиндрическом концентратом установки солнечного нагрева. В гибридной электростанции солнечной энергии используется для перегрева геотермального пара, чтобы получить больше энергии, прежде чем он расширяется в турбине. Выполнен термодинамический анализ, основанный на принципах сохранения массы и энергии, для оценки эффективности гибридной электростанции в заданных условиях геотермальном поле Тендахо. Также выполнен анализ качественного показателя, для того чтобы оценить, может ли гибридная электростанция вырабатывать больше энергии, чем две автономные электростанции, а именно солнечная и геотермальная электростанция, которые составляют гибридную электростанцию. Результаты показали, что гибридная электростанция технически и экономически превосходит две автономные электростанции. Благодаря интеграции двух энергетических ресурсов, гибридная электростанция может генерировать 7158 кВт электроэнергии, т.е. больше, чем сумма двух автономных электростанций (геотермальной и солнечной).

Эфиопия, геотермальная энергия, солнечная энергия, геотермальные поля, геотермальная разведка, параболоцилиндрический концентратор, Концентрированная солнечная энергия, гибридная электростанция

1. Шарапов В.И. О месте альтернативных источников энергии в отечественной энергетике // Сантехника Отопление Кондиционирование. 2019. № 2. С. 78 - 81

2. Дубровская Е.С. Экономические особенности использования возобновляемых источников энергии в России // Тенденции развития науки и образования. 2018. № 44-2. С. 44 - 46

3. Sadiq J. Zarrouk, Hyungsul Moon Efficiency of Geothermal Power Plants: A Worldwide Review // Geothermics. V. 51, July 2014. pp. 142-153.

4. Гемечу Б.Д., Шарапов В.И. Перспективы использования природных энергетических ресурсов в Эфиопии // Энергосбережение и водоподготовка. 2018. № 1(811). С. 33-37.

5. Гемечу Б. Д., Шарапов В.И. Оценка потенциала солнечной энергии в районах геотермальных источников Эфиопии // Энергосбережение в городском хозяйстве, энергетике, промышленности: Седьмая международная научно-техническая конференция 21-22 апреля 2017 г. Сборник научных трудов. Ульяновск: УлГТУ. 2017. Т. 2. С. 101-105.

6. Akalewold S. Evaluation of Recent Temperature and Pressure Data from Wells in Tendaho Geothermal Field, Ethiopia and From Well Hg−1 At Hágöngur, Iceland // United Nation University Geothermal Energy Program. 2004.

7. Christoph S., Richard M. and Franz T. High Resolution Solar Radiation Assessment for Ethiopia//Solar and Wind Energy Resource Assessment (SWERA), 2004.

8. Nishith B. Desai, Santanu Bandyopadhyay Optimization of concentrating solar thermal power plant based on parabolic trough collector // Journal of Cleaner Production. 2015. V.89. pp. 262-271.

9. L.Salgado Conrado, A. Rodriguez-Pulido, G. Calderón Thermal performance of parabolic trough solar collectors // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2017. V. 67.pp.1345-1359.

10. Morin G., Dersch J., Platzer W., Eck M., Haberle A. Comparison of Linear Fresnel and Parabolic Trough Collector power plants // Solar Energy. 2012. № 86. pp. 1-12.

11. DiPippo R. Geothermal Power Plants: Principles, Applications, Case Studies and Environmental Impact. 3rd ed. Massachusetts: Elsevier, 2012. 600 с.

12. Алхасов А.Б. Использование геотермальной энергии для выработки электроэнергии // Известия российской академии наук. Энергетика. 2010. № 1. С 59 – 72 .

13. Шарапов В.И., Гемечу Б.Д. Патент № 186091 (RU). МПК F24T 50/00. Геотермальная энергетическая установка. Бюл. 2019. № 1. 29.12.2018.

14. Шарапов В.И. Методика оценки энергетической эффективности структурных изменений в тепловых схемах ТЭС // Труды Академэнерго. 2015. № 2. С.27-37.

15. Cheng Z., Elham D., Behdad M. Figure of Merit Analysis of a Hybrid Solar-Geothermal Power Plant // Engineering. 2013. №5. pp. 26-31.