Ãîòîâîå ðåøåíèå: ñîëíå÷íûå ýëåêòðîñòàíöèè íà áàçå èíâåðòîðîâ ñåðèè ECO
20.07.2021
Åñëè ýêîëîãèÿ âñå ñèëüíåå âëèÿåò íà íàøó æèçíü (êàê èçâåñòíî, çäîðîâüå ÷åëîâåêà íà 20 % çàâèñèò îò ýêîëîãèè. Ýòî áîëüøå, ÷åì îò óðîâíÿ ðàçâèòèÿ ìåäèöèíû), òî îò ãàðàíòèðîâàííîãî ýíåðãîîáåñïå÷åíèÿ, ìàëûõ ïîñåëåíèé îñîáåííî çèìîé, èëè ìåäèöèíñêèõ ó÷ðåæäåíèé çàâèñèò ñàìà æèçíü.
Îäíàêî ñåãîäíÿ ïîâñåìåñòíî âîïðîñàì ýêîëîãèè è ãàðàíòèðîâàííîãî, äîñòóïíîãî ïî öåíå, ýíåðãîîáåñïå÷åíèÿ ìàëûõ ïîñåëåíèé ñîâðåìåííîé ýíåðãåòèêîé â Ðîññèè, ãäå çàäåéñòâîâàíû îãðîìíûå ìîùíîñòè è ôèíàíñîâûå ñðåäñòâà, íå óäåëÿåòñÿ íàäëåæàùåãî âíèìàíèÿ.
Äåÿòåëüíîñòü ìíîãî÷èñëåííûõ îðãàíèçàöèé òîïëèâíî-ýíåðãåòè÷åñêîãî êîìïëåêñà (ÒÝÊ) âõîäèò â ïðîòèâîðå÷èå ñ Çàêîíîì ÐÔ «Îá ýíåðãîñáåðåæåíèè» ïðåäïèñûâàþùåãî, îáåñïå÷åíèå ïðîöåññîâ ïðîèçâîäñòâà, ïðåîáðàçîâàíèÿ, òðàíñïîðòèðîâàíèÿ, õðàíåíèÿ, èñïîëüçîâàíèÿ, óòèëèçàöèè òîïëèâíî-ýíåðãåòè÷åñêèõ ðåñóðñîâ (ÒÝÐ) òàêèì îáðàçîì, ÷òîáû ïðåäîòâðàùàëîñü èñ÷åðïàíèå ÒÝÐ ñ ó÷åòîì èõ ðàçâåäàííûõ çàïàñîâ, ðàöèîíàëèçàöèè ñïîñîáîâ äîáû÷è. Çàêîí â ñâîåé îñíîâå òðåáóåò ñíèæåíèÿ ïîòåðü ïåðâè÷íûõ ÒÝÐ, èñïîëüçîâàíèÿ âòîðè÷íûõ ÒÝÐ, àëüòåðíàòèâíûõ òîïëèâ, è øèðîêîå âîâëå÷åíèå â õîçÿéñòâåííûé îáîðîò âîçîáíîâëÿåìûõ ÒÝÐ.
Ýòè òðåáîâàíèÿ ïðîäèêòîâàíû òåì, ÷òî íà äîëþ ðîññèéñêèõ ïðåäïðèÿòèé ÒÝÊ ïðèõîäèòñÿ 48 % âûáðîñîâ âðåäíûõ âåùåñòâ â àòìîñôåðó, äî 36 % çàãðÿçíåíèé ñòî÷íûõ âîä è ñâûøå 30 % âðåäíûõ îòõîäîâ.
 òî æå âðåìÿ ñåãîäíÿ âîçìîæíûé, ïóñòü äàæå íà îòäåëüíûõ òåððèòîðèàëüíûõ îáðàçîâàíèÿõ (ïîñåëåíèÿõ), ïåðåõîä íà ýíåðãîñíàáæåíèå íàñåëåíèÿ è ïðîèçâîäñòâà îò âîçîáíîâëÿåìûõ èñòî÷íèêîâ ýíåðãèè (ÂÈÝ) íå ìîæåò áûòü îñóùåñòâëåí ïî ðÿäó ïðè÷èí. Îäíîé èç òàêèõ ïðè÷èí ÿâëÿåòñÿ òî, ÷òî êàæäîå èç íàïðàâëåíèé ýíåðãåòèêè ÂÈÝ ñòðåìèòñÿ ðåøàòü âîïðîñû ýíåðãîîáåñïå÷åíèÿ â òå÷åíèå âñåãî ãîäà, èãíîðèðóÿ êëèìàòè÷åñêèå óñëîâèÿ òåððèòîðèé. Îñîáåííî ýòî êàñàåòñÿ èñïîëüçîâàíèÿ ýíåðãèè Ñîëíöà, âåòðà, ãèäðîýíåðãèè è ãåîòåðìàëüíîãî òåïëà.
Ïîñêîëüêó ïîòåíöèàë âåòðîâîé ýíåðãèè ïî ñåçîíàì (çèìíèé ïåðèîä – ëåòíèé ïåðèîä) ðàçëè÷àåòñÿ íå òàê ðåçêî, êàê ïîñòóïëåíèå ñîëíå÷íîãî èçëó÷åíèÿ, òî ðàññìîòðèì òîëüêî âîçìîæíîñòü èñïîëüçîâàíèÿ ñîëíå÷íîãî èçëó÷åíèÿ è ãåîòåðìàëüíîãî òåïëà êàê èñòî÷íèêîâ ýíåðãèè êîìáèíèðîâàííûõ ñèñòåì ýíåðãîñíàáæåíèÿ â Ðîññèè.
Ïðîâåäåì àíàëèç âîçìîæíîñòåé ïî îáåñïå÷åíèþ ïîòðåáèòåëåé äèôôåðåíöèðîâàííûìè âèäàìè ýíåðãèè; ëåòîì — çà ñ÷åò ñîëíå÷íîãî èçëó÷åíèÿ, à çèìîé — çà ñ÷åò ãëóáèííîãî òåïëà Çåìëè.
 òàáëèöå 1 ïðèâåäåíû äàííûå ïî èíñîëÿöèè äëÿ ðàçëè÷íûõ ðåãèîíîâ Çåìëè.
Òàáëèöà 1 – Èíñîëÿöèÿ ïðÿìîé ñîñòàâëÿþùåé ïî ðåãèîíàì äëÿ ÷èñòîé àòìîñôåðû
Ðåãèîí, øèðîòà
|
Èíñîëÿöèÿ, êÂò∙÷/ì2 |
||
Çà äåíü |
Ãîäîâàÿ |
||
Íàèáîëüøàÿ |
Íàèìåíüøàÿ |
||
Ýêâàòîð, 0 ⁰ Òðîïèêè, 23,5 ⁰ Ñðåäíèå øèðîòû, 40 ⁰ Àíãëèÿ, 52 ⁰ Ïîëÿðíûé êðóã, 66,5 ⁰ |
6,5 (7,5)* 7,1 (8,3) 7,2 (8,5) 7,0 (8,4) 6,5 (7,9) |
5,8 (6,8)* 3,4 (4,2) 1,2 (1,7) 0,5 (0,8) 0 |
2200 (2300)* 1900 (2300) 1500 (1900) 1400 (1700) 1200 (1400) |
*ñ ó÷åòîì âêëàäà ðàññåÿííîé ñîñòàâëÿþùåé |
Èç òàáëèöû 1 âèäíî, ÷òî äíåâíîå êîëè÷åñòâî ñîëíå÷íîãî èçëó÷åíèÿ ìàêñèìàëüíî íå íà ýêâàòîðå, à âáëèçè 40 ⁰. Ïîäîáíûé ôàêò ÿâëÿåòñÿ ñëåäñòâèåì íàêëîíà çåìíîé îñè ê ïëîñêîñòè å¸ îðáèòû.  ïåðèîä ëåòíåãî ñîëíöåñòîÿíèÿ Ñîëíöå â òðîïèêàõ ïî÷òè âåñü äåíü íàõîäèòñÿ íàä ãîëîâîé è ïðîäîëæèòåëüíîñòü ñâåòîâîãî äíÿ 13,5 ÷àñîâ — áîëüøå ÷åì íà ýêâàòîðå â äåíü ðàâíîäåíñòâèÿ. Ñ ïîâûøåíèåì ãåîãðàôè÷åñêîé øèðîòû ïðîäîëæèòåëüíîñòü äíÿ âîçðàñòàåò (ñðåäíÿÿ ïðîäîëæèòåëüíîñòü äíÿ â èþíå â Êðûìó ðàâíÿåòñÿ 15,5 ÷, à â Îìñêå — 17,2 ÷). È õîòÿ èíòåíñèâíîñòü ñîëíå÷íîãî èçëó÷åíèÿ ïðè ýòîì óìåíüøàåòñÿ, ìàêñèìàëüíîå çíà÷åíèå äíåâíîé èíñîëÿöèè ïðèõîäèòñÿ íà øèðîòó îêîëî 40 ⁰ è îñòàåòñÿ ïî÷òè ïîñòîÿííûì (äëÿ óñëîâèé áåçîáëà÷íîãî íåáà) âïëîòü äî ïîëÿðíîãî êðóãà.
Ñëåäóåò ïîä÷åðêíóòü, ÷òî äàííûå òàáëèöû 1 ñïðàâåäëèâû ëèøü äëÿ ÷èñòîé àòìîñôåðû. Ñ ó÷åòîì îáëà÷íîñòè è çàãðÿçíåíèé àòìîñôåðû ïðîìûøëåííûìè îòõîäàìè, õàðàêòåðíûìè äëÿ ìíîãèõ ñòðàí ìèðà, ïðèâåäåííûå â òàáëèöå âåëè÷èíû ñëåäóåò óìåíüøàòü. Íàïðèìåð, äëÿ Àíãëèè 70 ã. XX âåêà (äî íà÷àëà áîðüáû çà îõðàíó îêðóæàþùåé ñðåäû) ãîäîâîå êîëè÷åñòâî ñîëíå÷íîé ðàäèàöèè ñîñòàâëÿëî ëèøü 900 êÂò∙÷/ì2, âìåñòî 1700 êÂò∙÷/ì2.  áîëüøèõ æå ãîðîäàõ, êàê ïðàâèëî, âåëè÷èíà ïîòîêà ñîëíå÷íîé ðàäèàöèè äíåì ìåíüøå, ÷åì çà ãîðîäîì â ñðåäíåì íà 10 – 20 %. À ïðè ìàëûõ âûñîòàõ Ñîëíöà ýòî ðàçëè÷èå äîñòèãàåò 50 %.
Íà èíñîëÿöèþ âëèÿþò òàêæå è äðóãèå ôàêòîðû.
Òàê, íàïðèìåð, Çàïàäíîñèáèðñêàÿ ðàâíèíà ïî ñðàâíåíèþ ñ Âîñòî÷íî-Åâðîïåéñêîé ÷àñòüþ Ðîññèè ïîëó÷àåò íà îäíèõ è òåõ æå øèðîòàõ áîëüøå ñîëíå÷íîé ðàäèàöèè çà ñ÷åò óâåëè÷åíèÿ ïðÿìîé å¸ ñîñòàâëÿþùåé âñëåäñòâèå ìåíüøåé ïîâòîðÿåìîñòè öèêëîèäàëüíîé ïîãîäû, ñîïðîâîæäàåìîé îáëà÷íîñòüþ.
Êîíå÷íî, êðîìå êîëè÷åñòâåííîãî ïîñòóïëåíèÿ ñîëíå÷íîé ýíåðãèè, íà ãåîãðàôèþ åå èñïîëüçîâàíèÿ, âëèÿåò ýôôåêòèâíîñòü ïðèìåíÿåìîãî ýíåðãîãåíåðèðóþùåãî îáîðóäîâàíèÿ.
Ïðîâåäåííûå Ä.Ì. ×óäèíîâûì è Ò.Â. Ùóêèíîé òåõíèêî-ýêîíîìè÷åñêèå ðàñ÷åòû ïîêàçàëè, ÷òî îáîðóäîâàíèå ñîëíå÷íîãî ãîðÿ÷åãî âîäîñíàáæåíèÿ (êîëëåêòîðà) ïðè ôèêñèðîâàííîé åãî ñòîèìîñòè è ñ ñóùåñòâóþùèì óðîâíåì ýôôåêòèâíîñòè óñïåøíî ýêñïëóàòèðóåòñÿ â çîíå, âêëþ÷àþùåé ðåãèîíû, ðàñïîëîæåííûå âäîëü çàïàäíîé è þæíîé ãðàíèöû Ðîññèè è ïîáåðåæüÿ Äàëüíåãî Âîñòîêà, ïëîòü äî Ìàãàäàíà. Ïðè ïîâûøåíèè ÊÏÄ ãåëèîñèñòåì íà 30 % è óñëîâèè ñîõðàíåíèÿ íîðìàòèâíîãî ñðîêà èõ îêóïàåìîñòè óñòàíîâêè öåëåñîîáðàçíî ïðèìåíÿòü â öåíòðàëüíîé ÷àñòè ñòðàíû, Òîìñêîé è Èðêóòñêîé îáëàñòÿõ è íà þãå Êðàñíîÿðñêîãî êðàÿ. Äàëüíåéøåå âîçðàñòàíèå ýôôåêòèâíîñòè äî 60 % îáåñïå÷èò ðàñøèðåíèå îáëàñòè èñïîëüçîâàíèÿ ñîëíå÷íîãî ãîðÿ÷åãî âîäîñíàáæåíèÿ, îõâàòûâàÿ áîëåå ñåâåðíóþ çîíó, à òàêæå ñåâåðíûå øèðîòû (Àðõàíãåëüñêà è ßêóòñêà).
Íà ñåãîäíÿøíåì ýòàïå èç âîçîáíîâëÿåìûõ è âòîðè÷íûõ ÒÝÐ àâòîðîì ïðåäëàãàåòñÿ èñïîëüçîâàòü, ñîëíå÷íóþ ýíåðãèþ è òåïëîòó, íåèñïîëüçîâàííóþ â òåðìîäèíàìè÷åñêèõ öèêëàõ äëÿ ðàçíîîáðàçíîãî áåñïåðåáîéíîãî ýíåðãîîáåñïå÷åíèÿ.
Ýòè òåõíè÷åñêèå ðåøåíèÿ (òåõíîëîãèè) ïðèçâàíû ñòàòü ãàðàíòîì ëîêàëüíîé ýêîëîãè÷åñêîé è ýíåðãåòè÷åñêîé áåçîïàñíîñòè è ïðèçâàíû îáåñïå÷èòü âûðàáîòêó ýíåðãèè ïÿòè âèäîâ: òåïëîòû, ïîòîêà æèäêîñòè, ìåõàíè÷åñêîé è ýëåêòðè÷åñêîé ýíåðãèè è õîëîäà (ðèñóíîê 1) .
Ðèñóíîê 1 – Ñîñòàâíûå ýëåìåíòû ñîëíå÷íîé ýíåðãåòèêè íà áàçå ñîëíå÷íîãî ñîëÿíîãî ïðóäà ïðåäëàãàåìîé äëÿ ñðåäíåé ïîëîñû Ðîññèè
Ðàçðàáîòàííûå â ÊÁÀÝ «ÂîÄÎì¸ò» (ã. Îìñê) äëÿ ìàëûõ êîíå÷íûõ ïîòðåáèòåëåé ýíåðãèè (ðèñ. 1) òåõíîëîãèè èñïîëüçîâàíèÿ âîçîáíîâëÿåìûõ è âòîðè÷íûõ ÒÝÐ, ïðèçâàíû:
• îáåñïå÷èòü â ëþáîå âðåìÿ ãîäà, â ëþáóþ ïîãîäó, äëÿ ãîðîäà, ñåëà, ïðåäïðèÿòèÿ: ñîõðàííîñòü çäàíèé è ñîîðóæåíèé, òåõíîëîãè÷åñêîãî îáîðóäîâàíèÿ, æèâîòíûõ è ïòèöû, âûðàùåííîãî óðîæàÿ, ñûðüÿ è ãîòîâûõ èçäåëèé (ïðîäóêòîâ), à òàêæå ïðîâåäåíèå ïîñåâíîé è óáîðî÷íîé;
• óäîâëåòâîðÿòü ôèçèîëîãè÷åñêèå ïîòðåáíîñòè ÷åëîâåêà â ìèêðîêëèìàòå æèëèùà è â ñàíèòàðíî-ìåäèöèíñêîì ìèíèìóìå;
• ïîääåðæèâàòü òðàíñïîðòíîå ñîîáùåíèå â ìèíèìàëüíî äîïóñòèìîì îáúåìå çà ñ÷åò âûðàáîòêè äëÿ òðàíñïîðòíûõ ñðåäñòâ òîïëèâà (áèîìåòàíà).
Ïî ýêîëîãè÷åñêèì ïîêàçàòåëÿì, â ñðàâíåíèè ñ äðóãèìè ýíåðãîèñòî÷íèêàìè ñîëíå÷íûå ïðóäîâûå óñòàíîâêè è ñèñòåìû ïðåäïî÷òèòåëüíåå, ïîñêîëüêó ôàêòè÷åñêè íå èìåþò íèêàêèõ âûáðîñîâ, à ñëàáûé íàãðåâ ãðóíòà ïîä ïðóäîì, ïðè õîðîøåé òåïëîèçîëÿöèè, íå áóäåò íàìíîãî ïðåâûøàòü ñåçîííûõ òåìïåðàòóðíûõ êîëåáàíèé îò ñîëíå÷íîé ðàäèàöèè.
Ìàëàÿ ýíåðãåòèêà íà áàçå ñîëíå÷íîãî ñîëÿíîãî ïðóäà ìåñòå ñ äðóãèìè óñòðîéñòâàìè è ñèñòåìàìè ñîëíå÷íîé ýíåðãåòèêè (ïëîñêèå ñîëíå÷íûå êîëëåêòîðà, ñîëíå÷íûå ýëåêòðè÷åñêèå ñòàíöèè, ôîòîýëåêòðè÷åñêèå ïðåîáðàçîâàòåëè è ò.ä.) ìîæåò è äîëæíà îáåñïå÷èòü ýíåðãèåé ëåòíþþ ïðîèçâîäñòâåííóþ äåÿòåëüíîñòü ìàëûõ ïîñåëåíèé ïðàêòè÷åñêè ëþáûõ òåððèòîðèé ñðåäíåé ïîëîñû Ðîññèè.
Êîíå÷íî, â ëåòíèé ïåðèîä, êîãäà ïîâûøàåòñÿ âûðàáîòêà ýëåêòðè÷åñêîé ýíåðãèè íà ÃÝÑ, íåîáõîäèìà êîîðäèíàöèÿ ðàáîòû ýòèõ ïðîèçâîäèòåëåé ýíåðãèè.
Ïðèìåðíî òàê æå îáñòîèò äåëî ñ èñïîëüçîâàíèåì ãåîòåðìàëüíîé ýíåðãèè.
Êà÷åñòâî ãåîòåðìàëüíîé ýíåðãèè êàê âèäíî èç ðèñóíêà 2 ðàçëè÷íûõ èñòî÷íèêîâ îòëè÷àåòñÿ íà ïîðÿäîê.
Ïîýòîìó ãåîòåðìàëüíûå ìåñòîðîæäåíèÿ â Ðîññèè èñïîëüçóþòñÿ â îñíîâíîì íà Êàì÷àòêå è íà ïðèëåãàþùèõ ê Ñåâåðíîìó Êàâêàçó òåððèòîðèÿõ.
Áîëåå ðàâíîìåðíîå, ïðàêòè÷åñêè ïîâñåìåñòíîå ðàñïðåäåëåíèå òåïëà íåïîñðåäñòâåííî ó ïîâåðõíîñòè çåìëè íà äîñòóïíûõ ãëóáèíàõ äî 200 ìåòðîâ.
Îöåíêà ïðèïîâåðõíîñòíûõ ãåîòåðìàëüíûõ ðåñóðñîâ äëÿ Ñèáèðè ïðèâåäåíà â òàáëèöå 2.
Òàáëèöà 2 – Ïðåäâàðèòåëüíàÿ îöåíêà ïðèïîâåðõíîñòíûõ ãåîòåðìàëüíûõ ðåñóðñîâ Çàïàäíîé Ñèáèðè, ìëí ò ó.ò. (ïî äàííûì Ý.È. Áîãóñëàâñêîãî)
Îáëàñòü ðàñïðîñòðà-íåíèÿ |
Ãëóáèíà ðàñïðîñòðàíåíèÿ, ì |
|||
0 – 100 |
0 – 200 |
|||
áåç çàìîðàæèâàíèÿ ìàññèâà |
ñ çàìîðàæèâàíèåì ìàññèâà |
áåç çàìîðàæèâàíèÿ ìàññèâà |
ñ çàìîðàæèâàíèåì ìàññèâà |
|
Ñåâåðíàÿ ÷àñòü |
20,253 |
131,645 |
60,759 |
283,542 |
Þæíàÿ ÷àñòü |
43,000 |
161,250 |
193,500 |
430,000 |
Âñåãî |
63,253 |
292,895 |
254,259 |
713,542 |
Êàê âèäíî èç òàáëèöû 2, ïðè ñîïîñòàâèòåëüíîé îöåíêå íàèáîëåå áëàãîïðèÿòíûìè óñëîâèÿìè îñâîåíèÿ ãåîòåðìàëüíîé ýíåðãèè õàðàêòåðèçóåòñÿ þæíàÿ ÷àñòü Çàïàäíîé Ñèáèðè, îäíàêî òåìïåðàòóðà ýòèõ ðåñóðñîâ ìàëà, è äëÿ èõ èçâëå÷åíèÿ ïîñðåäñòâîì òåïëîâûõ íàñîñîâ òðåáóåòñÿ âûñîêîëèêâèäíàÿ ýëåêòðè÷åñêàÿ èëè ìåõàíè÷åñêàÿ ýíåðãèè, ÷òî íå âñåãäà ýêîíîìè÷åñêè âûãîäíî.
Âûñîêèå òåìïåðàòóðû òåïëà çåìëè è ïîäçåìíûõ âîä íàáëþäàþòñÿ â ïîäàâëÿþùåì áîëüøèíñòâå ñâîåì íà áîëüøèõ ãëóáèíàõ — 3000 ì è áîëåå.
Îäíàêî âûñîêàÿ ñòîèìîñòü ñòðîèòåëüñòâà ñêâàæèí (îò 70 äî 90 % îñíîâíûõ ïðîèçâîäñòâåííûõ ôîíäîâ) íàêëàäûâàåò ñâîè îãðàíè÷åíèÿ íà ñîîðóæåíèå íà áàçå òàêèõ ãåîòåðìàëüíûõ ìåñòîðîæäåíèé ãåîòåðìàëüíûõ òåïëîâûõ èëè ýëåêòðè÷åñêèõ ñòàíöèé.
Íèæå ïðèâåäåíû óäåëüíûå êàïèòàëüíûå çàòðàòû â ãåîòåðìàëüíûå ñêâàæèíû, ðóá./ì (ìàñøòàá öåí 1982 ãîäà), êîòîðûå îïðåäåëÿþòñÿ â çàâèñèìîñòè îò ãåîãðàôè÷åñêîãî ðàéîíà è ãëóáèíû áóðåíèÿ ïî ôîðìóëå:
Ïðè òàêîé äîëå ñòîèìîñòè ñêâàæèí â ãåîòåðìàëüíûõ ñòàíöèÿõ íåîáõîäèìî ðåøèòü, êàê ìèíèìóì, òðè çàäà÷è:
- ðàçðàáîòàòü íîâûå ìåòîäèêè âûÿâëåíèÿ âûñîêîòåìïåðàòóðíûõ ãåîòåðìàëüíûõ ìåñòîðîæäåíèé;
- ñîçäàòü òåõíîëîãè÷åñêèå ðåãëàìåíòû ïî ñóùåñòâåííîìó óâåëè÷åíèþ ñðîêà ýêñïëóàòàöèè ñêâàæèí íå òîëüêî â ãîäîâîì èñ÷èñëåíèè, íî è â ÷àñàõ;
- äîáèòüñÿ ïîâûøåíèÿ ýôôåêòèâíîñòè èñïîëüçîâàíèÿ ãåîòåðìàëüíîãî òåïëà êàæäîãî êîíêðåòíîãî ãåîòåðìàëüíîãî ìåñòîðîæäåíèÿ ñ èñïîëüçîâàíèåì ìåñòíûõ êëèìàòè÷åñêèõ óñëîâèé.
Íåîáõîäèìîñòü ðàçðàáîòêè íîâûõ ìåòîäèê âûÿâëåíèÿ âûñîêîòåìïåðàòóðíûõ ãåîòåðìàëüíûõ ïëàñòîâ ñâÿçàíà ñ òåì, ÷òî ïîäçåìíûå âîäû âñëåäñòâèå áîëüøåé, ÷åì ó ãîðíûõ ïîðîä, òåïëîåìêîñòè, à òàêæå çíà÷èòåëüíîé ïîäâèæíîñòè ìîãóò ñóùåñòâåííî èçìåíÿòü ñòðóêòóðó ãåîòåðìàëüíûõ ïîëåé.  ÷àñòíîñòè, ýòî îòíîñèòñÿ ê âåðòèêàëüíîìó äâèæåíèþ ïîäçåìíûõ âîä (ôëþèäîâ).
Îïóñêàÿ ìàòåìàòè÷åñêóþ ïîñòàíîâêó çàäà÷è ïî îïðåäåëåíèþ ïåðåðàñïðåäåëåíèÿ òåìïåðàòóð â îñàäî÷íîì ÷åõëå, ãðàíè÷íûå óñëîâèÿ, ñàìó ìàòåìàòè÷åñêóþ ìîäåëü è ðåøåíèå å¸ óðàâíåíèé, êîòîðûå ïðèâåäåíû â èñòî÷íèêå, âîñïðîèçâåäåì èç ýòîé êíèãè òîëüêî òàáëèöó 4, â êîòîðîé ïðèâåäåíû ðåçóëüòàòû ðàñ÷åòà, èçìåíåíèÿ îáëèêà ãåîòåðìàëüíûõ ïîëåé áîëüøèõ ïëîùàäåé ïðè âåðòèêàëüíîì äâèæåíèè ïîäçåìíûõ âîä.
Òàáëèöà 4 – Ïðèðàùåíèå òåìïåðàòóð â êðîâëå ïëàñòà â çàâèñèìîñòè îò ñêîðîñòè äâèæåíèÿ ôëþèäà
(L2 – L1)*, ì |
Ïðèðàùåíèå â êðîâëå ïëàñòà òåìïåðàòóð, ⁰Ñ (ïëîòíîñòü òåïëîâûõ ïîòîêîâ 41,8 ìÂò/ì2) ïðè ñêîðîñòè ôëþèäà, ñì/ãîä |
|||
0,5 |
1 |
5 |
10 |
|
50 100 250 |
1,1 (0,8) 2,2 (1,7) 5,9 (4,6) |
2,2 (1,7) 4,9 (3,8) 12,4 (9,6) |
12,4 (9,6) 27,0 (21,0) 87,5 (68) |
27,0 (21,0) 63,7 (49) 280 (217) |
* (L2 – L1) – âåðòèêàëüíîå äâèæåíèå ïîäçåìíûõ âîä â èíòåðâàëå ãëóáèí; L2 – ãëóáèíà ðàñïîëîæåíèÿ êðîâëè ïëàñòà |
Êàê âèäíî èç òàáëèöû 4, âåðòèêàëüíîå äâèæåíèå ïîäçåìíûõ âîä ìîæåò â íåêîòîðûõ ñëó÷àÿõ ïîëíîñòüþ èçìåíèòü îáëèê ãåîòåðìàëüíûõ ïîëåé. Èç òàáëèöû 4 ñëåäóåò (ïðèâåäåíû ðàñ÷åòû ïðè L2 = 2700 ì, q = 56,0, λ = 2 Âò/(ì∙Ê), — ïðè ñêîðîñòÿõ ôèëüòðàöèè äî 10 ñì/ãîä è ìîùíîñòè îòëîæåíèé, ÷åðåç êîòîðûå îñóùåñòâëÿåòñÿ âîñõîäÿùåå äâèæåíèå, ðàâíîå ïåðâûì ñîòíÿì ìåòðîâ, ïðèðàùåíèÿ òåìïåðàòóð è òåïëîâûõ ïîòîêîâ ìîãóò ñòàòü ñîèçìåðèìûìè è ïðåâûøàòü íîðìàëüíûå õàðàêòåðèñòèêè ãåîòåìïåðàòóðíûõ ïîëåé.
Âåðòèêàëüíàÿ ìèãðàöèÿ ïîäçåìíûõ âîä äàåò ãîðàçäî ìåíüøèé ãåîòåðìè÷åñêèé ýôôåêò â òîì ñëó÷àå, åñëè ïëîùàäü ðàñïðîñòðàíåíèÿ íåçíà÷èòåëüíà.
Ïîñêîëüêó òàêèå âåðòèêàëüíûå äâèæåíèÿ ôëþèäîâ ìîãóò íàáëþäàòüñÿ â îáëàñòÿõ ïèòàíèÿ èëè ðàçãðóçêè ïîäçåìíûõ âîä ÷åðåç ñëàáîïðîíèöàåìûå îòëîæåíèÿ (çà ñ÷åò ðàçíèöû äàâëåíèé â ïîäñòèëàþùèõ è ïåðåêðûâàþùèõ âîäîíîñíûõ ãîðèçîíòàõ) ïî òåêòîíè÷åñêè íàðóøåííûì çîíàì âñëåäñòâèå åñòåñòâåííîé êîíâåêöèè â çàëåæàõ íåôòè è ãàçà, òî èõ íàäî âûÿâëÿòü è èñïîëüçîâàòü. Äàæå ïðè èõ îãðàíè÷åííîì êîëè÷åñòâå. Èñïîëüçîâàíèå òàêèõ ìåñòîðîæäåíèé — çàëîã ýôôåêòèâíîãî ðàçâèòèÿ ãåîòåðìàëüíîé ýíåðãåòèêè.
Ïî âòîðîé çàäà÷å.
Òàê êàê âñå ãåîòåðìàëüíûå ñòàíöèè ìèðà ÿâëÿþòñÿ íàçåìíûìè, òî ýòèì îáóñëîâëåí èõ ñóùåñòâåííûé íåäîñòàòîê: ïîñòóïàÿ ê òóðáèíàì ïî ñêâàæèíàì, ïàð èëè ãîðÿ÷àÿ âîäà çà âðåìÿ òðàíñïîðòèðîâêè òåðÿþò äî 30 % òåìïåðàòóðû è äàâëåíèÿ.
Ïîýòîìó äëÿ óâåëè÷åíèÿ ñðîêà ýêñïëóàòàöèè ñêâàæèí ïðàêòèêà èñïîëüçîâàíèÿ ãåîòåðìàëüíûõ èñòî÷íèêîâ â Ðîññèè èíîãäà âêëþ÷àåò â ñåáÿ íàêàïëèâàíèå ãèäðîòåïëîïîòåíöèàëà â ëåòíèé ïåðèîä, êîãäà äëÿ öåëåé òåïëîñíàáæåíèÿ èñïîëüçóåòñÿ ñîëíå÷íàÿ ýíåðãèÿ.
Îáîñíîâàíèå òàêîãî ïåðåðûâà â èñïîëüçîâàíèè ãåîòåðìàëüíîãî òåïëà ìîæíî ïðîèëëþñòðèðîâàòü ãðàôèêàìè ðèñóíêîâ 3 è 4.
Ðèñóíîê 3 – Õàðàêòåð èçìåíåíèÿ òåìïåðàòóðû òåïëîíîñèòåëÿ (ôëþèäà, ïîäçåìíûõ âîä) â íàãíåòàòåëüíîé (à) è â ýêñïëóàòàöèîííîé ñêâàæèíå (á) ñ óâåëè÷åíèåì âðåìåíè öèðêóëÿöèè (t)
Íà ðèñóíêå 3 ïðåäñòàâëåí ïðèìåð ãðàôè÷åñêîãî èçîáðàæåíèÿ èçìåíåíèÿ òåìïåðàòóðû òåïëîíîñèòåëÿ â ñêâàæèíàõ è òåïëîâîì êîëëåêòîðå, ðàñïîëîæåííîì íà ãëóáèíå íåñêîëüêèõ êèëîìåòðîâ.
t1 (à0 – à1) è t2,3 (à0 – à2,3) — ýòî ëèíèè (ãðàôèêè) èçìåíåíèÿ òåìïåðàòóðû òåïëîíîñèòåëÿ ïðè åãî äâèæåíèè â íàãíåòàòåëüíîé ñêâàæèíå âíèç â ðàçëè÷íûå ïåðèîäû ýêñïëóàòàöèè. t1 (á1,2 – â1), t2 (á1,2 – â2) è t3 (á3 – â3) — ýòî ëèíèè èçìåíåíèÿ òåìïåðàòóðû òåïëîíîñèòåëÿ ïðè åãî äâèæåíèè â ýêñïëóàòàöèîííîé ñêâàæèíå ââåðõ â ðàçëè÷íûå ïåðèîäû ýêñïëóàòàöèè. t0 — ýòî ãðàôèê åñòåñòâåííîãî èçìåíåíèÿ òåìïåðàòóðû íåäð ïî ãëóáèíå, äëÿ ðàññìàòðèâàåìîãî ãåîòåðìàëüíîãî ìåñòîðîæäåíèÿ. Ëèíèÿ à2,3 – á3(á1,2) õàðàêòåðèçóåò èçìåíåíèå òåìïåðàòóðû òåïëîíîñèòåëÿ ïðè åãî äâèæåíèè â êîëëåêòîðå îò íàãíåòàòåëüíîé ê ýêñïëóàòàöèîííîé ñêâàæèíå.
 íà÷àëüíûé ïåðèîä ýêñïëóàòàöèè ñêâàæèí, èçìåíåíèå òåìïåðàòóðû òåïëîíîñèòåëÿ áóäåò ñîîòâåòñòâîâàòü öèêëó à0 – à1 – á1,2 – â1 – à0.  ýòîò ïåðèîä âðåìåíè ìàññèâ ãðóíòà âîêðóã ñðåäíåé è íèæíåé ÷àñòåé íàãíåòàòåëüíîé ñêâàæèíû èìååò äîñòàòî÷íî âûñîêóþ òåìïåðàòóðó, è ïîýòîìó òåïëîíîñèòåëü áóäåò çíà÷èòåëüíî íàãðåâàòüñÿ íà ïóòè ê êîëëåêòîðó. Òî÷êà à1 ñìåùåíà âïðàâî.  òî æå âðåìÿ, ïîñêîëüêó ñðåäíèé è ïðèïîâåðõíîñòíûé ìàññèâ ãðóíòà âîêðóã ýêñïëóàòàöèîííîé ñêâàæèíû èìååò íèçêóþ òåìïåðàòóðó, îñîáåííî ó ïîâåðõíîñòè, òî òî÷êà â1 ñìåùåíà âëåâî (ñðåäíèå è ïðèïîâåðõíîñòíûå ñëîè ãðóíòà, îõëàæäàÿ òåïëîíîñèòåëü, àêêóìóëèðóþò òåïëîòó, ÷òîáû ÷àñòü å¸ îòäàòü ïîòîì, ïî ìåðå èñòîùåíèÿ òåðìàëüíîãî ðåñóðñà êîëëåêòîðà, òåïëîíîñèòåëþ â êîíöå ñðîêà ýêñïëóàòàöèè ñêâàæèí).
 ïðîöåññå ýêñïëóàòàöèè ñêâàæèí è âûðàáîòêè ãåîòåðìàëüíîãî òåïëà öèêë èçìåíåíèÿ òåìïåðàòóðû ïîñòåïåííî ñìåùàåòñÿ è íà÷èíàåò ïåðåõîäèòü ÷åðåç òî÷êè à0 – à2,3 – á1,2 – â2 – à0.  ýòîò ïåðèîä òåìïåðàòóðà íà âûõîäå èç ýêñïëóàòàöèîííîãî êîëëåêòîðà ìàêñèìàëüíà, à çíà÷èò ýôôåêòèâíîñòü ðàáîòû ñàìàÿ âûñîêàÿ (åñëè, êîíå÷íî, äåáèò ñêâàæèí íå èçìåíèëñÿ è ðàñõîä ýíåðãèè íà ïðîêà÷êó òåïëîíîñèòåëÿ ÷åðåç êîëëåêòîð ðåçêî íå âîçðîñ).
Ïðè çàâåðøåíèè ýêñïëóàòàöèîííîãî ïåðèîäà öèêë èçìåíåíèÿ òåìïåðàòóðû ïðîõîäèò ïî òî÷êàì à0 – à2,3 – á3 – â3 – à0. Ýòî ïåðèîä áûñòðîãî ðàñõîäîâàíèÿ çàïàñîâ òåïëà íå ñòîëüêî êîëëåêòîðà, ñêîëüêî òåïëà, àêêóìóëèðîâàííîãî ìàññèâîì ãðóíòà, îõâàòûâàþùåãî ýêñïëóàòàöèîííóþ ñêâàæèíó.
Óäàåòñÿ ëè âîññòàíàâëèâàòü (ïîïîëíÿòü) (è íàñêîëüêî) ãåîòåðìàëüíûå ðåñóðñû ïðè ïåðåðûâàõ â ðàáîòå ñêâàæèí â ëåòíèé ïåðèîä îäíîçíà÷íîãî îòâåòà ìû ìîæåì è íå ïîëó÷èòü, ò.ê. ãëóáèííûé ìàññèâ ãðóíòà âîêðóã íàãíåòàòåëüíîé ñêâàæèíû îäíîçíà÷íî áóäåò ïðîãðåâàòüñÿ, à âåðõíèé îñòûâàòü.  òî æå âðåìÿ íèæíèé ìàññèâ ãðóíòà âîêðóã ýêñïëóàòàöèîííîé ñêâàæèíû ìîæåò èëè ïîâûñèòü, èëè, âåðîÿòíåå âñåãî, ïîíèçèòü òåìïåðàòóðó, à âåðõíèé — ïîíèçèòü çà ñ÷åò ðàññåèâàíèÿ òåïëà â óäàëåííûå îò ñêâàæèíû îáëàñòè. Çäåñü áîëüøîå çíà÷åíèå èìååò íàëè÷èå àðòåçèàíñêèõ âîä íà ãëóáèíàõ 1 – 1,5 êì, èõ òåìïåðàòóðà è ïîäâèæíîñòü. Êðîìå òîãî, ñàì êîëëåêòîð îòäåëåííûé îò íèæíåãî è âåðõíåãî ãîðèçîíòîâ òåïëîèçîëÿöèîííûìè ñëîÿìè ãëèíû ìîæåò íå ïîëó÷èòü îæèäàåìîãî (òðåáóåìîãî) êîëè÷åñòâà òåïëà.
Ðèñóíîê 4 – Ðàñïðåäåëåíèå òåìïåðàòóðû íåäð: 1 – íà ìîìåíò îêîí÷àíèÿ ýêñïëóàòàöèè; 2, 3 – ñîîòâåòñòâåííî ÷åðåç 8 è 32 ãîäà ïîñëå îêîí÷àíèÿ ýêñïëóàòàöèè.
Ïðèâåäåííîå íà ðèñóíêå 4 ðàñïðåäåëåíèå òåìïåðàòóð ïîëó÷åíî ðåøåíèåì óðàâíåíèÿ òåïëîïðîâîäíîñòè ïî íåÿâíîé ñõåìå äëÿ ñëåäóþùèõ èñõîäíûõ äàííûõ: ãëóáèíà íåéòðàëüíîãî ñëîÿ 25 ì, òåìïåðàòóðà íåéòðàëüíîãî ñëîÿ 3 ⁰Ñ, ãëóáèíà çàëåãàíèÿ ýêñïëóàòèðóåìîãî êîëëåêòîðà 3 êì, ìîùíîñòü êîëëåêòîðà 300 ì, íà÷àëüíàÿ òåìïåðàòóðà ïîðîä 250 ⁰Ñ, ìèíèìàëüíàÿ òåìïåðàòóðà ÏÒÊ (â îêðåñòíîñòè íàãíåòàòåëüíîé ñêâàæèíû) 65 ⁰Ñ, ïåðèîä óñòàíîâëåíèÿ ìèíèìàëüíîé òåìïåðàòóðû 1 ãîä, ïðîäîëæèòåëüíîñòü ýêñïëóàòàöèè ÏÒÊ 10 ëåò, ìàêñèìàëüíàÿ ãëóáèíà ðàñ÷åòà òåìïåðàòóð 6 êì.
Ðåçóëüòàòû ðàñ÷åòà (ðèñ. 4) ïîêàçûâàþò, ÷òî åñëè â ïåðèîä ýêñïëóàòàöèè çîíà òåìïåðàòóðíîãî âîçìóùåíèÿ ðàñïðîñòðàíÿåòñÿ íà ñðàâíèòåëüíî íåáîëüøîå ðàññòîÿíèå îò êîëëåêòîðà, òî â ïåðèîä âîññòàíîâëåíèÿ îíà äîâîëüíî áûñòðî îõâàòûâàåò çíà÷èòåëüíóþ òîëùó âìåùàþùèõ ïîðîä. Îäíàêî èçìåíåíèÿ òåìïåðàòóðû ïðèïîâåðõíîñòíûõ ñëîåâ íåâåëèêè è âðÿä ëè ìîãóò ïðåäñòàâëÿòü êàêóþ-ëèáî îïàñíîñòü äëÿ îêðóæàþùåé ñðåäû. Î÷åâèäíî, îíè ìîãóò çàìåòíî âëèÿòü íà òåìïåðàòóðó íåéòðàëüíîãî ñëîÿ òîëüêî ïðè ñðàâíèòåëüíî íåáîëüøîé ãëóáèíå çàëåãàíèÿ ýêñïëóàòèðóåìîãî ãîðèçîíòà, ÷òî âñòðå÷àåòñÿ ðåäêî íà ïðàêòèêå.
Êàê âèäíî èç ðèñóíêîâ 3 è 4, ãåîòåðìàëüíîå ìåñòîðîæäåíèå òîëüêî óñëîâíî ìîæíî ñ÷èòàòü âîçîáíîâëÿåìûì èñòî÷íèêîì ýíåðãèè èç-çà òîãî, ÷òî ïðè åãî ïîëíîé èëè ÷àñòè÷íîé âûðàáîòêå âîññòàíîâëåíèå ðåñóðñà òåïëà èäåò î÷åíü ìåäëåííî — äîëüøå æèçíè îäíîãî ïîêîëåíèÿ, êîãäà íàèáîëåå äîðîãàÿ ÷àñòü ðàáîò (ïðîáóðåííûå ñêâàæèíû) ïðàêòè÷åñêè íå èìåþò ëèêâèäíîé ñòîèìîñòè.
È â òî æå âðåìÿ êëèìàòè÷åñêèå óñëîâèÿ äëÿ ÃåîÝÑ â ñðåäíåé ïîëîñå Ðîññèè óíèêàëüíû èç-çà àíîìàëüíî íèçêèõ òåìïåðàòóð. Ýòî ïîçâîëÿåò ñíèçèòü òåìïåðàòóðû êîíäåíñàöèè, îñîáåííî çèìîé, ÷òî ìîæåò äàòü ïðèðîñò (íà 20 – 40 %) â âûðàáîòêå ýëåêòðîýíåðãèè ïî ñðàâíåíèþ ñ ÃåîÝÑ, êîòîðûå ðàñïîëîæåíû â ðàéîíàõ æàðêîãî è óìåðåííîãî êëèìàòà.
Ýêñïëóàòàöèÿ ÃåîÝÑ çèìîé ìîæåò äàòü íåïëîõèå ïîêàçàòåëè, ò.ê. ýíåðãîïîòðåáëåíèå óäàëåííûõ ïîñåëåíèé, íàïðèìåð, Çàïàäíîé Ñèáèðè (íà ïðèìåðå ïîñ. Íîâîíèêîëüñêîå Òîìñêîé îáëàñòè) êðóãëûé ãîä íàõîäèòñÿ íà ïðàêòè÷åñêè îäíîì è òîì æå óðîâíå (òàáëèöà 5).
Òàáëèöà 5 – Ïîìåñÿ÷íîå ýíåðãîïîòðåáëåíèå ïîñ. Íîâîíèêîëüñêîå Òîìñêîé îáëàñòè
Ìåñÿö |
Ι |
ΙΙ |
ΙΙΙ |
ΙV |
V |
VΙ |
VΙΙ |
VΙΙΙ |
ΙX |
X |
XΙ |
XΙΙ |
Ýëåêòðîïîòðåáëåíèå, òûñ. êÂò∙÷ |
28,2 |
29,4 |
24,1 |
25,4 |
26,8 |
27,3 |
29,7 |
32,0 |
32,3 |
34,2 |
32,5 |
28,8 |
Èñïîëüçîâàíèå ãåîòåðìàëüíîãî òåïëà çèìîé ìîãëî áû îáåñïå÷èòü âûðàáîòêó ðàçíîîáðàçíûõ âèäîâ ýíåðãèè äëÿ îðãàíèçàöèè ðàçëè÷íîé ïðîèçâîäñòâåííîé äåÿòåëüíîñòè. Íî äëÿ ýòîãî ãåîòåðìàëüíîé ýíåðãåòèêå, ÷òîáû ñòàòü ýôôåêòèâíîé íà òåððèòîðèè Ðîññèè òðåáóåòñÿ ðåøèòü ðÿä ñëîæíûõ çàäà÷ ïðèâåäåííûõ âûøå.
Èñïîëüçîâàíèå ãåîòåðìàëüíûõ ìåñòîðîæäåíèé çèìîé èìååò åùå îäèí ïëþñ. Ñîë¸íóþ âîäó ãåîòåðìàëüíûõ èñòî÷íèêîâ ñ áîëüøèì äåáèòîì çèìîé ìîæíî ñ ìèíèìàëüíûìè çàòðàòàìè îïðåñíÿòü.
Çàìîðàæèâàíèå ñîëåíîé âîäû íà þãå ÑÍà ÷àñòî èñïîëüçóþò äëÿ îïðåñíåíèÿ âîäû. Ñóùíîñòü èñïîëüçîâàíèÿ ôèçè÷åñêîãî ïðîöåññà — âûìîðàæèâàíèÿ ñîñòîèò â ñëåäóþùåì. Ïîñêîëüêó òåìïåðàòóðà çàìåðçàíèÿ ñîëåíîé âîäû íèæå 0 ⁰Ñ, òî ïðè âûìîðàæèâàíèè å¸ îáðàçóþòñÿ êðèñòàëëû ïðåñíîãî ëüäà, ñìåðçàþùèåñÿ â àãðåãàòû. Êàæäûé àãðåãàò ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ãðóïïû êðèñòàëëèêîâ ïðåñíîãî ëüäà, ìåæäó êîòîðûìè èìåþòñÿ îáëàñòè, çàïîëíåííûå ðàññîëîì. Ïðè áûñòðîì ðàñòàïëèâàíèè òàêèõ àãðåãàòîâ ïîëó÷àåòñÿ ëèøü ÷àñòè÷íî îïðåñíåííàÿ âîäà. Îäíàêî åñëè íàãðåâàíèå òàêîãî ëüäà ïðîèçâîäèòü ïîñòåïåííî, íàïðèìåð, çà ñ÷åò ýíåðãèè Ñîëíöà, çàìåðçøèé ìåæäó êðèñòàëëèêàìè ïðåñíîãî ëüäà ðàññîë, ïåðåéäåò â æèäêîå ñîñòîÿíèå è áóäåò ñòåêàòü ðàíüøå, ÷åì íà÷íóò òàÿòü ñàìè êðèñòàëëû ïðåñíîé âîäû. Ðàñòàÿâøèé ðàññîë íàïðàâëÿþò (ñòåêàåò) â îòäåëüíûå ðåçåðâóàðû, ëåä îïðåñíÿåòñÿ, è ïðè äàëüíåéøåì òàÿíèè îáðàçóåòñÿ ïðåñíàÿ âîäà, êîòîðóþ îòâîäÿò â ñáîðíûé ðåçåðâóàð.
Ïðè ñòðîèòåëüñòâå (âîçâåäåíèè) íîâûõ ñîëíå÷íûõ ñîëÿíûõ ïðóäîâ ïîëó÷åíèå ñîëåâûõ ðàñòâîðîâ ìîæíî îñóùåñòâëÿòü â óñëîâèÿõ Ñèáèðè çèìîé, èñïîëüçóÿ ìåòîä ôàêåëüíîãî íàìîðàæèâàíèÿ. Èçâåñòíûé ìåòîä ìîæíî èñïîëüçîâàòü ïî ñâîåìó íå ïðÿìîìó íàçíà÷åíèþ, à äëÿ ïîâûøåíèÿ êîíöåíòðàöèè ñîëè â âîäå, ïðåäíàçíà÷åííîé äëÿ íèæíåãî ñëîÿ ïðóäà. Òðàäèöèîííî ìåòîä ôàêåëüíîãî íàìîðàæèâàíèÿ èñïîëüçóþò äëÿ îïðåñíåíèÿ ìîðñêèõ è ñîëåíûõ ïîäçåìíûõ âîä. Íà ìîðîçå èõ ïðîïóñêàþò ÷åðåç äîæäåâàëüíóþ óñòàíîâêó, ðÿäîì ñ êîòîðîé áóäåò ôîðìèðîâàòüñÿ ìàññèâ èñêóññòâåííîãî ôèðíà. Ïîñêîëüêó îí õîðîøî ôèëüòðóåò âîäó, ñîëåíàÿ âîäà èç íåãî ñòå÷åò, è åå íàäî áóäåò îòâåñòè ïî êàíàëó èëè åñòåñòâåííîìó ðóñëó â ïðóä. Îñòàâøèéñÿ ôèðí îêàæåòñÿ ïðàêòè÷åñêè ïðåñíûì.
Êîíå÷íî, ïðè èíòåíñèâíîì èñïîëüçîâàíèè çèìîé ãåîòåðìàëüíîãî ìåñòîðîæäåíèÿ óæå íå ñòàäèè ïðîåêòèðîâàíèÿ çäàíèé è ñîîðóæåíèé íå ñëåäóåò çàáûâàòü î ïðåîáðàçîâàíèè èìè çèìîé ñîëíå÷íîãî èçëó÷åíèÿ â òåïëî (ôîòîòåðìàëüíîå ïðåîáðàçîâàíèå). Îíî ìîæåò áûòü êàê ïàññèâíûì (ñ èñïîëüçîâàíèåì ïàññèâíûõ ñîëÿðíûõ ýëåìåíòîâ çäàíèé — çàñòåêëåííûå ôàñàäû, çèìíèå ñàäû), òàê è àêòèâíûì (ñ èñïîëüçîâàíèåì äîïîëíèòåëüíîãî òåõíè÷åñêîãî îáîðóäîâàíèÿ). Ïðåèìóùåñòâîì ïàññèâíûõ ñèñòåì ÿâëÿåòñÿ òî, ÷òî äëÿ èõ ýêñïëóàòàöèè íå òðåáóåòñÿ íèêàêîãî äîïîëíèòåëüíîãî îáîðóäîâàíèÿ. Èñïîëüçóåòñÿ ñîëíå÷íûé ñâåò, ïîïàäàþùèé âíóòðü çäàíèÿ (ñîîðóæåíèÿ) ÷åðåç îêíà èëè ïðîçðà÷íûå ïîâåðõíîñòè. Äàííóþ ñèñòåìó ñëåäóåò ïðîåêòèðîâàòü ñ ó÷åòîì ìàêñèìàëüíîãî èñïîëüçîâàíèÿ ïîñòóïèâøåé ýíåðãèè äëÿ äðóãèõ ïîìåùåíèé. Ñàìûì ïîäõîäÿùèì çäåñü ÿâëÿþòñÿ êàïèòàëüíûå äîìà, ïîçâîëÿþùèå íà íåïðîäîëæèòåëüíîå âðåìÿ àêêóìóëèðîâàòü èçáûòîê ýíåðãèè. Ïðèíöèïèàëüíûìè çäåñü òàêæå ÿâëÿåòñÿ âèä è ðåãóëèðîâàíèå ñèñòåìû îòîïëåíèÿ.
Ïàññèâíàÿ ñèñòåìà äîëæíà ñîñòàâëÿòü ñî çäàíèåì åäèíîå ãàðìîíè÷íîå öåëîå; ýòîãî ïðîùå âñåãî äîáèòüñÿ â íîâûõ ïîñòðîéêàõ. Ñòàðûå çäàíèÿ ìîæíî ðåêîíñòðóèðîâàòü (ñäåëàòü çàñòåêëåííûå ïðèñòðîéêè, âåðàíäû è ò. ï.). Îäíàêî çäåñü íåîáõîäèìî ïðèíèìàòü âî âíèìàíèå ðèñê ïåðåãðåâà çäàíèÿ â ëåòíèé ïåðèîä, äëÿ ÷åãî íóæíà óñòàíîâêà ñîîòâåòñòâóþùåé ñèñòåìû âåíòèëÿöèè, àêêóìóëèðîâàíèÿ òåïëà ñòðîèòåëüíûìè êîíñòðóêöèÿìè.
Ýíåðãåòè÷åñêàÿ âûãîäà ïàññèâíîé ñèñòåìû çàâèñèò îò ñïîñîáà èñïîëüçîâàíèÿ çäàíèÿ — íàïðèìåð, äîïîëíèòåëüíîå çàñòåêëåíèå ëîäæèé ýêîíîìè÷åñêè âûãîäíî òîëüêî â òîì ñëó÷àå, êîãäà îíà çèìîé íå îòàïëèâàåòñÿ.
Îáùèì äëÿ îáîèõ èñòî÷íèêîâ òåïëà ÿâëÿåòñÿ òî, ÷òî êàê òåìïåðàòóðíûé ïîòåíöèàë ñîëíå÷íîãî ñîëÿíîãî ïðóäà, òàê è ãåîòåðìàëüíîãî èñòî÷íèêà ìîæíî èñïîëüçîâàòü â îäíèõ è òåõ æå ðàçëè÷íûõ îáëàñòÿõ (òàáëèöà 6).
Òàáëèöà 6 – Îáëàñòè èñïîëüçîâàíèÿ òåïëîòû ñîëíå÷íîãî ñîëÿíîãî ïðóäà è ãåîòåðìàëüíîãî èñòî÷íèêà
Îáëàñòü ïðèìåíåíèÿ |
Òåìïåðàòóðà òåïëîíîñèòåëÿ, ⁰Ñ |
|
Áàëüíåîëîãèÿ |
Ãðÿçåëå÷åáíèöû Ïëàâàòåëüíûå áàññåéíû |
25 – 50 22 – 50 |
Òåïëîôèêàöèÿ |
Ðàäèàòîð Àýðîêîíäèöèîíèðîâàíèå Ìåñòíîå òåïëîñíàáæåíèå |
45 – 95 35 – 50 50 – 85 |
Ñåëüñêîå õîçÿéñòâî |
Âûðàùèâàíèå îâîùåé è ôðóêòîâ Òåïëèöû Ïèùåâàÿ ïðîìûøëåííîñòü Îáîãðåâ ãðóíòà Ðàçâåäåíèå ðûá |
20 – 60 35 – 90 35 – 90 5 – 45 5 – 45 |
Ïðîìûøëåííîñòü |
Èçãîòîâëåíèå áåòîííûõ áëîêîâ Íåôòÿíàÿ ïðîìûøëåííîñòü Òåêñòèëüíàÿ ïðîìûøëåííîñòü Èçâëå÷åíèå õèìè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ Äåðåâîîáðàáàòûâàþùàÿ ïðîìûøëåííîñòü |
75 – 85 75 – 85 50 – 80 80 – 105 40 – 90 |
Ýíåðãåòèêà |
Áèíàðíûå ýëåêòðîñòàíöèè |
>90 |
Êàê âèäíî èç èçëîæåííîãî, ñîëíå÷íîå èçëó÷åíèå è ãåîòåðìàëüíîå òåïëî ìîãóò ñòàòü èñòî÷íèêàìè ýíåðãèè äëÿ êîìáèíèðîâàííûõ ñèñòåì ýíåðãîñíàáæåíèÿ â Ðîññèè, êðóãëîãîäè÷íî îáåñïå÷èâàÿ âàæíûå îáëàñòè áûòà è ïðîèçâîäñòâà ýíåðãèåé ñîîòâåòñòâóþùåãî ïîòåíöèàëà.
Íîâîñòè êîìïàíèé 27.03.2024
 ìèðå 25.03.2024
Òåìà äíÿ 25.03.2024
Íîâîñòè êîìïàíèé 20.03.2024
Áåëàðóñü 20.03.2024
×òîáû îñòàâèòü êîììåíòàðèé èëè âûñòàâèòü ðåéòèíã, íóæíî Âîéòè èëè Çàðåãèñòðèðîâàòüñÿ
×èòàéòå òàêæå