В Юте заработала передовая геотермальная электростанция

Создатели этой станции отмечают, что она поставляет энергию потребителям 24 часа в сутки и 365 дней в году, чего нельзя сказать о других альтернативных источниках – солнце и ветре. Американская компания Raser Technologies открыла в городе Термо (Thermo) коммерческую геотермальную электростанцию Hatch Geothermal Power Plant. Ток, выработанный ею, идёт в калифорнийский Анахайм (Anaheim), где питает 9 тысяч домов.

Отличительной особенностью новой станции является низкотемпературный источник геотермального тепла, который обычно считают непригодным для генерации энергии. Поскольку скважины в таких установках уходят глубоко, чтобы прокачать воду через них, требуется создавать высокое давление, а в таком случае вода кипит уже не при 100 градусах по Цельсию, а заметно выше.

Потому в геотермальных электростанциях традиционной конструкции необходимо, чтобы глубинный очаг "выдавал на-гора" не менее 180 градусов. Однако в недрах под Термо можно получить от 90 до 148 °C, а в среднем лишь 126 °C. Инженеры Raser обошли это препятствие, организовав бинарный или двухэтапный цикл. В скважины тут закачивается рассол, который (с учётом потерь в трубах) "доставляет" наверх температуру порядка 80 °C.

Рассол этот попадает в котлы, где при помощи теплообменников доводит до кипения органическую жидкость. Какую именно, авторы станции не сообщают, но специалисты поясняют, что это один из экологически безвредных хладагентов, обычно применяемых в системах кондиционирования (типа соединения R-22). При атмосферном давлении он кипит при температуре минус 44, а при повышенном — требует плюс 73 °C, при которых и работает новая система.

Этот пар крутит турбину, соединённую с генератором. Потом органический состав попадает в конденсатор, где отдаёт атмосфере остатки тепла и снова переходит в жидкое состояние, чтобы опять попасть в котёл-испаритель. А охлаждённый рассол из котла снова закачивается в скважину. Цикл замыкается.

В новой станции работает 50 таких модулей "котёл-турбина-генератор" с номинальной выходной мощностью 0,25 мегаватта каждый. Пиковая мощность всей станции достигает 14 мегаватт, но 3-4 мегаватта уходит на её собственные нужды — работу электрических насосов, перегоняющих рассол и рабочую жидкость.

Потому для внешних потребителей остаётся 10-11 мегаватт. Точная цифра зависит от погоды — прохладный воздух помогает конденсировать пар и повышает отдачу станции, в жару же её мощность чуть снижается.

Интересно, что $33-миллионный комплекс удалось возвести всего за пять месяцев против трёх лет, характерных для прежних родственных проектов. Изюминка проекта состоит в модульной конструкции – небольшие готовые блоки станции присылали на площадку промышленные партнёры Raser.

Ключевой элемент всей системы — миниатюрные паровые котлы, турбины и генераторы изготовила американская компания UTC, а точнее, её подразделения UTC Power и Carrier. Последнее — один из мировых лидеров в производстве кондиционеров различного типа и промышленных холодильных машин.

И тут раскрывается вся красота замысла разработчиков станции. Дело в том, что описанный цикл (а это так называемый органический цикл Ранкина) является своего рода зеркальным отражением цикла работы промышленного охладителя, применяемого для централизованного охлаждения зданий. Только там, затратив энергию, получают разность температур (внутри офисов, к примеру, и на улице), а здесь, запустив цикл в обратную сторону, из разности температур получают энергию.

Raser Technologies не ограничится одной этой электростанцией и по аналогичному проекту намерена возвести объекты в других местах в США, а позже — в других странах.

Сам по себе цикл Ранкина на органической жидкости, даже применительно к геотермальной электростанции, не является открытием. Заслуга Raser и UTC заключается в том, что они собрались довести эту технологию до действительно массового тиражирования по конкурентоспособным ценам (кстати, электричество с новой станции Анахайм покупает по цене 7,8 цента за киловатт-час).