Сотрудники Томского политехнического университета (ТПУ) разработали опытный образец геотермальной тепловой электростанции (ГеоЭС) мощностью до 25 киловатт. В ней используется органический цикл Ренкина, который помогает ей функционировать при низких температурах.
Геотермальная энергетика — относительно новая отрасль промышленности России. В настоящее время в стране есть четыре действующих ГеоЭС — на Камчатке и Курильских островах, все они напрямую используют пар. Цикл Ренкина предполагает преобразование тепла в работу с помощью рабочего тела (углеводороды, силиконовые масла, хладагенты), и подобных промышленных станций в России на сегодняшний день нет.
«В нашей разработке в качестве рабочего тела выступает хладагент — озонобезопасный газ R245fa из группы фреонов. Так как наша ГеоЭС работает по технологии замкнутого, или бинарного, цикла, используется хладагент, кипящий при более низких температурах — от 47 и более градусов Цельсия. Это позволяет потенциально расширить географию регионов, где можно будет использовать ГеоЭС. Существующие же ГеоЭС могут функционировать только при температуре выше 100 градусов Цельсия», — рассказал руководитель проекта, доцент Научно-образовательного центра И. Н. Бутакова Станислав Янковский.
Опытный образец ГеоЭС установлен на территории кампуса ТПУ. Он состоит преимущественно из отечественных комплектующих — блока подогревателя, испарителя, конденсатора, винтового детандера, генератора — и оснащен необходимым измерительным оборудованием и системой дистанционного управления. Флюид под давлением поднимается из скважины на поверхность, и через теплообменник жидкость отдает тепло хладагенту. Он, закипая, передает энергию винтовому детандеру — устройству, которое преобразует внутреннюю энергию газа в механическую. Так генератор вырабатывает электроэнергию.
Ученые уже провели первые испытания установки. Принцип работы станции помогает минимизировать выбросы в окружающую среду, в перспективе подобные установки смогут использовать и для электро-, и для теплоснабжения. Также специалисты вуза изучили данные о геотермальной отрасли России и других стран и собрали карту наиболее перспективных для развития подобных технологий регионов страны. В их число вошли Камчатка, Сахалин, Курилы, Северный Кавказ, Западная Сибирь. Анализ подтвердил, что Томская область перспективна для развития геотермальной энергетики.
Проект реализуется при поддержке программы Минобрнауки России «Приоритет-2030» (нацпроект «Молодежь и дети»).
