Energia słoneczna i cieplna biosfery Energia geotermalna

Podobne dokumenty
Energia słoneczna i cieplna biosfery Pojęcia podstawowe

Ciepłownie geotermalne w Polsce stan obecny i planowany

Energetyka w Środowisku Naturalnym

Energia geotermalna. W-7a

Czy ogrzeje nas ciepło z ziemi?

WYKORZYSTANIE ENERGII GEOTERMALNEJ W POLSCE. PROJEKTY I INSTALACJE EKSPLOATOWANE

Wykorzystanie energii geotermalnej w projekcie Świętokrzyski Park OZE

Niekonwencjonalne źródła energii

ELEKTROWNIE I ELEKTROCIEPŁOWNIE GEOTRMALNE Z WYKORZYSTANIEM OBIEGÓW ORC

Czym w ogóle jest energia geotermalna?

POTENCJAŁ I PERSPEKTYWY WYKORZYSTANIA ZASOBÓW GEOTERMALNYCH W POLSCE WSPIERANIE PRZEZ PIG PIB ROZWOJU GEOTERMII ŚREDNIOTEMPERATUROWEJ W POLSCE

Energia geotermalna. Wykład WSG Bydgoszcz Prowadzący prof. Andrzej Gardzilewicz

FIZYKA I CHEMIA GLEB. Literatura przedmiotu: Zawadzki S. red. Gleboznastwo, PWRiL 1999 Kowalik P. Ochrona środowiska glebowego, PWN, Warszawa 2001

Wstępne studia możliwości wykorzystania energii geotermalnej w ciepłownictwie na przykładzie wybranych miast - Lądek-Zdrój

Wody geotermalne ciepło wnętrza Ziemi w służbie człowieka. Dr Andrzej Hałuszczak Uniwersytet Wrocławski

Wykorzystanie energii geotermalnej i geotermicznej: stan istniejący, perspektywy, doświadczenia

Instalacja geotermalna w Pyrzycach - aspekty techniczne

Zielony Telefon Alarmowy OZE.

1. Pojęcie wiatru, cyrkulacja powietrza w atmosferze. Historia wykorzystania energii wiatru, typy wiatraków występujących na ziemiach polskich

Energia geotermalna. Prof. dr inż. Ryszard Tytko

Temat nr 1: Energetyka geotermalna Energia geotermalna. Energia geotermalna w Polsce. Geoenergetyka. Ciepłownie w Polsce

OCENA MOŻLIWOŚCI POZYSKIWANIA I WYKORZYSTANIA ENERGII GEOTERMALNEJ W POLSCE DO ZASILANIA CIEPŁOWNI I ELEKTROCIEPŁOWNI

prof. dr hab. inż. Władysław Nowak dr hab. inż. Aleksander Stachel Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Rok akademicki: 2016/2017 Kod: BEZ s Punkty ECTS: 4. Poziom studiów: Studia I stopnia Forma i tryb studiów: -

Energetyka konwencjonalna odnawialna i jądrowa

Grupa I Nazwisko i imię: (0 2) Przyporządkuj rodzajom skał odpowiadające im warunki powstawania. A. magmowe głębinowe -... B. metamorficzne -...

Efektywność energetyczna, ekonomiczna i ekologiczna instalacji geotermalnych w Polsce, doświadczenia eksploatacyjne

OZE - ODNAWIALNE ŹRÓDŁA ENERGII

Systemy solarne Kominy słoneczne

Prof. dr hab. inż. Jacek Zimny Mgr inż. Michał Karch

Badania naturalnego pola temperatury gruntu w rejonie aglomeracji poznańskiej i przykład ich zastosowania

Śnieżka najwyższy szczyt Karkonoszy (1602 m n.p.m.)

GeoDH. Warsztaty Szkoleniowe

PIROLIZA BEZEMISYJNA UTYLIZACJA ODPADÓW

Szkolny konkurs chemiczny Grupa B. Czas pracy 80 minut

Energetyka odnawialna w procesie inwestycyjnym budowy zakładu. Znaczenie energii odnawialnej dla bilansu energetycznego

Czyste energie. Przegląd odnawialnych źródeł energii. wykład 4. dr inż. Janusz Teneta. Wydział EAIiE Katedra Automatyki

Odnawialne Źródła Energii (OZE)

GEOTERMIA GORĄCY TEMAT

G-TERM ENERGY Sp. z o.o. Geotermia Stargard

Stan i perspektywy rozwoju geotermii w Polsce. Stand und Perspektiven der Geothermie in Polen

Odnawialne Źródła Energii (OZE) PREZENTACJA DLA MIESZKAŃCÓW GMINY ZIELONKI

Zanieczyszczenia chemiczne

Systemy solarne Główne metody konwersji EPS

Energia słoneczna i cieplna biosfery Zasoby energii słonecznej

Systemy solarne Systemy pasywne w budownictwie

Geotermia we Francji i perspektywy w Województwie Świętokrzyskim

ZESPÓŁ SZKÓŁ ELEKTRYCZNYCH w Gorzowie Wlkp. Technik energetyk Technik urządzeń i systemów energetyki odnawialnej

ROZDZIAŁ 1. MAKROSKOPOWE OZNACZANIE MINERAŁÓW I SKAŁ

Wody geotermalne w powiecie nyskim

Koncepcja rozwoju geotermii w Polsce Słupsk,

Specyficzne własności helu w temperaturach kriogenicznych

OZE - Odnawialne Źródła Energii

FORMULARZ OFERTOWY OFERTA. Nazwa i adres podmiotu składającego ofertę:... NIP... REGON...


ZAGROŻENIA NATURALNE W OTWOROWYCH ZAKŁADACH GÓRNICZYCH

Badania środowiskowe związane z poszukiwaniem i rozpoznawaniem gazu z łupków

Fizyka Procesów Klimatycznych Wykład 1

Woda. Najpospolitsza czy najbardziej niezwykła substancja Świata?

POMPY CIEPŁA W SYSTEMACH GEOTERMII NISKOTEMPERATUROWEJ

WOJEWÓDZKI KONKURS PRZEDMIOTOWY Z CHEMII DLA UCZNIÓW GIMNAZJÓW - rok szkolny 2016/2017 eliminacje wojewódzkie

Dr inż. Andrzej Tatarek. Siłownie cieplne

W kręgu naszych zainteresowań jest:

I edycja Konkursu Chemicznego im. Ignacego Łukasiewicza dla uczniów szkół gimnazjalnych. rok szkolny 2014/2015 ZADANIA.

Wykaz ważniejszych oznaczeń i jednostek Przedmowa Wstęp 1. Charakterystyka obecnego stanu środowiska1.1. Wprowadzenie 1.2. Energetyka konwencjonalna

Człowiek a środowisko

STRONA TYTUŁOWA UZDROWISKO ROGÓŹNO

ODNAWIALNE I NIEODNAWIALNE ŹRÓDŁA ENERGII. Filip Żwawiak

ROZDZIAŁ IV. Potencjał energii geotermalnej. i kierunki jej wykorzystania ENERGY ENGINEERING LABORATORY

Zadanie: 1 (1pkt) Zadanie: 2 (1 pkt)

Charakterystyka parametrów termicznych skał mezopaleozoicznych z rejonu Kraków-Dębica

Zadanie 3 Zapisz wzory sumaryczne głównych składników przedstawionych skał i minerałów. kalcyt kreda kwarc gips agat

Wykorzystanie pojemności cieplnej dużych systemów dystrybucji energii

wyodrębnia zjawisko z kontekstu, wskazuje czynniki istotne substancji

Nazwy pierwiastków: ...

3. Interakcja człowiek gospodarka. Sprawdzian wiadomości

Urządzenie do rozkładu termicznego odpadów organicznych WGW-8 EU

Wymagany czas : 60 min Nazwisko i imię ucznia... Szkoła... Nazwisko i imię nauczyciela przygotowującego ucznia do konkursu...

Imię i nazwisko Klasa Punkty (max 12) Ocena

2. Procenty i stężenia procentowe

Zadanie 2. (2 pkt) Roztwór kwasu solnego o ph = 5 rozcieńczono 1000 krotnie wodą. Oblicz ph roztworu po rozcieńczeniu.

gospodarki energetycznej Cele polityki energetycznej Polski Działania wspierające rozwój energetyki odnawialnej w Polsce...

Materiały pomocnicze do laboratorium z przedmiotu Metody i Narzędzia Symulacji Komputerowej

Proekologiczne odnawialne źródła energii / Witold M. Lewandowski. - Wyd. 4, dodr. Warszawa, Spis treści

autor dr inż. Piotr Długosz Prezes Zarządu

Relacje człowiek środowisko przyrodnicze

Ekonomiczno-techniczne aspekty wykorzystania gazu w energetyce

Chemiczne oddziaływanie składowisk odpadów górnictwa węgla kamiennego na środowisko

Energia słoneczna docierająca do ziemi ma postać fali elektromagnetycznej o różnej długości. W zależności od długości fali wyróżniamy: Promieniowanie

relacje ilościowe ( masowe,objętościowe i molowe ) dotyczące połączeń 1. pierwiastków w związkach chemicznych 2. związków chemicznych w reakcjach

Źródła energii nieodnawialne, czyli surowce energetyczne, tj. węgiel kamienny, węgiel brunatny, ropa naftowa, gaz ziemny, torf, łupki i piaski

KONKURS CHEMICZNY DLA UCZNIÓW GIMNAZJÓW

Czysta i bezpieczna? Elektrownia jądrowa w Polsce. Składowanie odpadów promieniotwórczych

Wydział Mechaniczno-Energetyczny

Józef Neterowicz Absolwent wydziału budowy maszyn AGH w Krakowie Od 1975 mieszka i pracuje w Szwecji w przemy le energetycznym i ochrony

CO POWINNIŚMY WIEDZIEĆ O ODNAWIALNYCH ŹRÓDŁACH ENERGII? JAK MOŻEMY POZYSKIWAĆ ENERGIĘ ZE ŹRÓDEŁ ODNAWIALNYCH?

1. Stechiometria 1.1. Obliczenia składu substancji na podstawie wzoru

WYKRYWANIE ZANIECZYSZCZEŃ WODY POWIERZA I GLEBY

Jerzy Żurawski Wrocław, ul. Pełczyńska 11, tel ,

5.5. Możliwości wpływu na zużycie energii w fazie wznoszenia

Transkrypt:

Dr inż. Mariusz Szewczyk Politechnika Rzeszowska im. I. Łukasiewicza Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa Katedra Termodynamiki 35-959 Rzeszów, ul. W. Pola 2 Energia słoneczna i cieplna biosfery Energia geotermalna mechanizm generacji natura źródeł geotermalnych wykorzystanie energii geotermalnej polskie zasoby geotermalne instalacje geotermalne w Polsce organizacja odbioru ciepła charakterystyka nośnika ciepła elektrownie i ciepłownie geotermalne

Mechanizm generacji Temperatura jądra wewnętrznego Ziemi jest szacowana na 5400 ± 500 C (3500 6600 C). Pierwotna energia termiczna zgromadzona przez kulę ziemską w trakcie jej tworzenia (energia kolapsu grawitacyjnego i energia wydzielona w trakcie pierwotnego bombardowania) została już rozproszona. Strumień geotermalny (odpływ ciepła w kierunku powierzchni Ziemi) jest wywoływany przez energię rozpadu promieniotwórczego 238 U, 235 U, 232 Th, 40 K. Stężenie pierwiastków radioaktywnych w wnętrzu Ziemi systematycznie spada zmniejsza się temperatura wnętrza Ziemi i strumień geotermalny. Istnieje hipoteza o na tyle dużym rozdzieleniu grawitacyjnym w epoce tworzenia się Ziemi że w jądrze Ziemi stężenie uranu jest wystarczające do podtrzymania reakcji rozszczepienia.

Gradient geotermalny Średni gradient geotermalny gradient temperatury wywołujący strumień geotermalny - wynosi około 25 K/km. Lokalna wartość gradientu może się wahać od kilku do ponad 200 K/km: gradient normalny < 40 K/km, gradient semitermiczny 40 80 K/km, gradient hipertermiczny > 80 K/km. Średni strumień geotermalny wynosi 0,063 W/m 2 (5 10 3 razy mniej niż strumień EPS) wykorzystanie tej energii jest możliwe tylko w w szczególnie korzystnych miejscach. Sumarycznie przez powierzchnię Ziemi przechodzi 4 10 17 kj/a (20 x więcej niż produkcja energii elektrycznej). Zasoby energii cieplnej pochodzenia geotermalnego teoretycznie możliwe do wykorzystania do celów ciepłowniczych są ogromne i szacowane na około 3x10 6 EJ, co przekracza ponad 9000 razy wielkość rocznej konsumpcji energii na świecie.

Natura źródeł geotermalnych Rejony hipertermiczne zapewniające najlepsze warunki do pozyskiwania energii geotermalnej to przede wszystkim: rejony aktywne geologicznie rejony subdukcji, ryftów kontynentalnych i oceanicznych, młodych gór fałdowych, płytkich intruzji magmowych, rejony radiogeniczne obszary występowania skał o wysokiej zawartości pierwiastków promieniotwórczych w skorupie Ziemi, rejony o małej grubości skorupy ziemskiej, wysady solne. Zasoby (złoża) geotermalne występują w dwóch formach: zasobów petrotermicznych (petrogeotermalnych) energia termiczna czerpana jest z suchych gorących skał lub wsadów solnych, zasobów hydrotermicznych (hydrogeotermalnych, hydrotermalnych) - energia termiczna czerpana jest z basenów geotermalnych w postaci: - wód niskotemperaturowych - 20 35 C, - wód średniotemperaturowych - 35 80 C, - wód wysokotemperaturowych - 80 100 C, - wód przegrzanych >100 C, - mieszaniny pary wodnej i wody, rzadziej czystej pary - 100 300 C.

Złoża hydrotermalne Złoża hydrotermalne rozmieszczone są w głębi Ziemi w postaci basenów i subbasenów (zbiorników) wchodzących w skład okręgów i prowincji geotermalnych. Zbiorniki geotermalne stanowią pokłady skał porowatych takich jak piaskowce, wapienie zamknięte pomiędzy warstwami skał nieprzepuszczalnych lub uszczelniających takich jak: iłowce, margle, sole, anhydryty, skały magmowe. Woda w zbiornikach geotermalnych jest przeważnie mieszaniną wód różnego pochodzenia: magmowe uwolnione w wyniku metamorfizmu termicznego minerałów uwodnionych, chomogeniczne powstałe w wyniku reakcji chemicznych, sydymentacyjne morskie i kontynentalne nasączające osady w trakcie sydymentacji, infiltracyjne dawne i współczesne przesączające się z powierzchni do zbiornika. Baseny geotermalne mogą być połączone z powierzchnia Ziemi i uzupełniane przez wody gruntowe lub mogą być całkowicie odseparowane od powierzchni i innych pokładów skał porowatych warstwami nieprzepuszczalnymi.

Możliwe zastosowania energii geotermalnej Sposób wykorzystania ciepła geotermalnego w zależności od jego temperatury według diagramu Lindal'a przedstawia się następująco: 20 C - hodowla ryb; 30 C - wylęgarnie i hodowla ryb, odladzanie, ogrzewanie gleby; 40 C - baseny kąpielowe, ogrzewanie podłogowe, suszenie gleby; 50 C - balneologia, hydroterapia, uprawa grzybów, rozkład biomasy; 60 C - hodowla zwierząt, ogrzewanie szklarni, suszenie płodów rolnych; 70 C - przygotowanie c.w.u., przemysł mięsny i spożywczy; 80 C - ogrzewanie mieszkań; 90 C - suszenie ryb, intensywne rozmrażanie; 100 C - suszenie jarzyn, dehydracja materiałów ogrodniczych; 110 C - suszenie lekkich struktur betonowych; 120 C - produkcja wody pitnej przez destylację; 130 C - rafinacja cukru, konserwacja pożywienia; 140 C - suszenie produktów rolnych, produkcja rolna i przemysłowa; 150 C - produkcja aluminium w procesie Bayer'a; 160 C - suszenie drewna budowlanego, suszenie mączki rybnej; 170 C - suszenie wodorostów, produkcja ciężkiej wody; 180 C - odparowanie wysokoskoncentrowanych roztworów; 190 C - procesy przy produkcji papieru; 200 C - konwencjonalna produkcja energii elektrycznej.

Wykorzystanie energii geotermalnej Źródła o temperaturze 40 90 C znajdują zastosowanie w produkcji ciepła użytkowego, natomiast ze źródeł o temperaturze 120 C i wyższej, możliwa staje się produkcja energii elektrycznej. Zdecydowana większość zasobów wód geotermalnych posiada temperatury nieprzekraczające 100 C. Ogólna moc instalacji geotermalnych w 58 krajach świata wykorzystujących energię geotermalną osiąga wielkość ponad 11 GWe i ponad 28 GWt. Największy udział w produkcji energii geotermalnej posiadają USA, Filipiny, Indonezja, Meksyk, Włochy, Islandia, Japonia, Nowa Zelandia. Największym udziałem energii geotermalnej w bilansie energii pierwotnej sięgającym 30 % charakteryzują się Islandia, Filipiny i Salwador.

Światowe zasoby geotermalne

Polskie zasoby geotermalne mapa strumienia geotermalnego

Polskie zasoby geotermalne mapa okręgów geotermalnych Szkic tektoniczny Europy Centralnej przedstawiający główne elementy tektoniczne tej części Europy, tworzone przez trzy megajednostki: platformę wschodnioeuropejską, platformę Centralnej i Zachodniej Europy oraz Karpaty - trzy główne systemy tektoniczne kontynentu europejskiego stykają się na obszarze południowo-wschodniej Polski; przykład modelu struktury skorupy ziemskiej dla profilu refrakcyjnego CEL05 - objaśnienia: czarne trójkąty na poziomej osi modelu oznaczają punkty generowania fal sejsmicznych; ciągłe linie oznaczają granice sejsmiczne w skorupie ziemskiej; 6.30, 7.00, 8.20 i in. oznaczają prędkości fal sejsmicznych w km/s dla wyznaczonych granic i pięter skorupy ziemskiej.(źródło: IGF PAN).

Polskie zasoby geotermalne mapa okręgów geotermalnych

Polskie zasoby geotermalne Lp. Nazwa okręgu Obszar Objętość wód geotermalnych Zasoby energii cieplnej [tys. km 2 ] [km 3 ] [mln m 3 /km 2 ] [mln tpu] [tys. tpu /km 2 ] 1. grudziącko-warszawski 70 6 200 44,1 23 902 168 2. szczecińsko-łódzki 67 5 708 42,3 37 624 246 3. przedsudeckopółnocnoświętokrzyski 39 155 3,9 995 26 6. przybałtycki 15 38 2,5 241 16 5. lubelski 12 30 2,5 193 16 4. pomorski 12 21 1,6 162 13 7. podlaski 7 17 2,5 113 16 8. przedkarpacki 16 362 22,6 1 555 97 9. karpacki 13 100 7,7 714 55 Razem: 251 12 631 65 499 Średnia temperatura wód geotermalnych w wymienionych dziewięciu okręgach waha się od 45 C w okręgu grudziądzko-warszawskim, do 76 C w okręgu szczecińsko-łódzkim. Wody te zawierają jednak dużą ilość związków soli, dlatego też nie mogą być kierowane bezpośrednio do instalacji wewnętrznych.

Polskie zasoby geotermalne na tle Europy Środkowej

BMi L w Zasoby geotermalne Rzeszowa

Instalacje geotermalne w Polsce - mapa

Instalacje geotermalne w Polsce - opis Budową ciepłowni gotermalnych zainteresowane są m.in. Inowrocław, Cieplice Zdrój, Lądek Zdrój, Konstancin, Ustroń, Iwonicz, Duszniki, Żyrardów, Skierniewice, Koło, Czarnków, Poddębice, Ślesin, Szczecin, Chociwel, Nowogard, Wągrowiec, Kraków, Myślenice czy Sucha Beskidzka.

Organizacja odbioru ciepła System pozyskiwania energii geotermalnej jest w pewnym zakresie powiązany z technologią wykorzystania energii. Systemy pozyskiwania płynu geotermalnego oraz odbioru ciepła: otwarte tylko otwór eksploatacyjny; zamknięte: - jednootworowe jednorurowe i dwururowe otwór eksploatacyjny wykorzystywany jest również jako zatłaczający (chłonny) zatłaczanie odbywa się do spągowych warstw poziomu wodonośnego z którego odbywa się eksploatacja lub do innego poziomu wodonośnego (wyższego) z tego samego zbiornika hydrotermalnego, - dwuotworowe (dubletowe) pobór i zatłaczanie zazwyczaj do tego samego poziomu wodonośnego a odległość pomiędzy otworami wynosząca od 700 do 1500 m pozwala na 25 30 lat eksploatacji bez pogarszania właściwości termicznych.

Charakterystyka nośnika ciepła Większość basenów hydrotermalnych zawiera rozpuszczone związki mineralne ciecze i gazy w ilości od 1 do kilkuset g/dm 3. Substancje rozpuszczone to przede wszystkim: sól NaCl, weglany, krzemiany, aminiak NH 3, siarkowodór H 2 S, metan CH 4, azot N 2, tlen O 2, radon Rn. Składniki te czynią nośnik agresywnym zarówno w stosunku do urządzeń technologicznych jak i środowiska. Niektóre z tych składników solanki np. kwas borny, metan po oddzieleniu można wykorzystywać gospodarczo.

Technologie geotermalne Technologie wytwarzania energii cieplnej. Technologie wytwarzania energii elektrycznej: układy jednobiegowe wodne, układy jednobiegowe na czynnikach niskowrzących, układy dwuobiegowe.

Ciepłownie geotermalne schematy technologiczne

Pole temperatur w rejonach aktywnych geologicznie (Islandia)

Elektrownie geotermalne schematy technologiczne

Elektrownie geotermalne - widok

Bibliografia Wykorzystanie energii geotermalnej, prof. dr hab. inż. Janusz Piechocki Ciepłownie geotermalne w Polsce stan obecny i planowany, prof. dr hab. inż. Władysław Nowak, dr inż. Aleksander Stachel