Analiza możliwości technicznych wykorzystania energii wód geotermalnych do produkcji energii elektrycznej dla otworu Bańska PGP-3

Tomczyk, B.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Analiza możliwości technicznych wykorzystania energii wód geotermalnych do produkcji energii elektrycznej dla otworu Bańska PGP-3

Autorzy

Tomczyk B.

Treść / Zawartość

Pełne teksty:

Pobierz

Identyfikatory

Warianty tytułu

Analysis of THE technical possibilities in using geothermal energy FOR electricity generation for THE Banska PGP-3 borehole

Języki publikacji

Abstrakty

Analiza możliwości wykorzystania energii wód geotermalnych do produkcji energii elektrycznej została wykonana dla otworu Bańska PGP-3. Charakterystyka układów opartych na organicznym cyklu Rankine’a (ORC) oraz cyklu Kaliny. Koncepcja wykorzystania silnika Stirlinga oraz ogniw termoelektrycznych. Dla układów działających zgodnie z ORC i cyklem Kaliny – analiza potencjalnych sprawności układów, w zależności od parametrów chłodzenia – na podstawie doświadczeń z innych instalacji przemysłowych i badawczych. Dla pozostałych – analiza sprawności oparta na wzorach matematycznych. Wyniki – sprawności od 3% dla układów opartych na termoparach, 5% dla ogniw Peltiera, 7% dla ORC, 9% dla cyklu Kaliny, do 11,6% dla silników Stirlinga. Zestawienie rocznych teoretycznych produkcji energii elektrycznej – przy założeniu schłodzenia wód geotermalnych o 10 K. Wyniki – produkcja roczna na poziomie 0,9 GWh dla instalacji opartych na termoparach, 1,3 GWh dla ogniw Peltiera, 1,8 GWh dla ORC, 2,3 GWh dla cyklu Kaliny oraz 2,6 GWh dla układów opartych na silnikach Stirlinga.

An analysis of the possibilities of using geothermal energy to generate electricity, calculated for the Banska PGP-3 borehole. Description of a typical solution – Organic rankine cycle, Kalina cycle. Concept of using a Stirling engine and thermoelectric cells. For typical solutions – an analysis of potential efficiency, based on cooler parameters. For other solutions – mathematical formulas calculation. Results – efficiency 3% for thermocouple, 5% for Peltier cells, 7% for ORC, 9% for Kalina cycle, 11,6% for Stirling engine. Summary – theoretical generation for of electricity for established parameters. Results – 0,9 GWh for thermocouple, 1,3 GWh for Peltier cells, 1,8 GWh for ORC, 2,3 GWh for Kalina cycle and 2,6 GWh for Stirling engine.

Słowa kluczowe

energia geotermalna energia elektryczna ORC cykl Kaliny silnik Stirlinga ogniwo termoelektryczne

geothermal energy electricity ORC Kalina cycle thermocouple Stirling engine

Wydawca

Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

Czasopismo

Technika Poszukiwań Geologicznych

Rocznik

2016

Tom

R. 55, nr 2

Strony

117--134

Opis fizyczny

Bibliogr. 22 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Tomczyk B.

AGH Akademia Górniczo-Hutnicza. Wydział Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska, Kraków

Bibliografia

1. Bujakowski W., Tomaszewska B. (red. nauk), 2014 — Atlas wykorzystania wód termalnych do skojarzonej produkcji energii elektrycznej i cieplnej w układach binarnych w Polsce, Kraków.
2. DiPippo R., 2007 — Ideal thermal efficiency for geothermal binary plants. [W:] Geothermics vol. 36, 276–285.
3. Elsayed A., Embaye M., Al-Dadah R., Mahmoud S., Rezk A., 2013 — Thermodynamic performance of Kalina cycle system 11 (KCS11): feasibility of using alternative zeotropic mixtures. [W:] International Journal of Low-Carbon Technologies vol. 8, issue suppl 1, 69–78.
4. Holdmann G., 2007 — The Chena Hot Springs 400kW Geothermal Power Plant: Experience Gained During the First Year of Operation. [W:] Renewable Baseload Energy: Geothermal Heat Pumps to Engineered Reservoirs vol. 31, 515–519, Davis.
5. Królicka A., Hruban A., Mirowska A., 2012 — Nowoczesne materiały termoelektryczne – przegląd literaturowy. [W:] Materiały Elektroniczne (Electronic Materials), t. 40, nr 4, 19–34, ITME, Warszawa.
6. Lewandowski W. M., Ryms M., Kołoła R., Kubski P., Klugmann -Radziemska E., Ostrowski P., 2010 — Poprawa sprawności układów ORC i systemów trigeneracyjnych poprzez zastosowanie różnych termodynamicznych wariantów ich działania. [W:] Nafta-Gaz nr 9, 794–799.
7. Liu C., Chen P., Li K., 2014 — A 1 KW Thermoelectric Generator for Low-temperature Geothermal Resources. [W:] PROCEEDINGS, Thirty-Ninth Workshop on Geothermal Reservoir Engineering Stanford University, Stanford, California, February 24–26.
8. Mazurek R., Valdimarsson P., 2011 — Wpływ temperatury wody geotermalnej o niskiej i średniej entalpii na pracę elektrowni z obiegiem Kaliny w warunkach polskich. [W:] Technika Poszukiwań Geologicznych Geotermia, Zrównoważony Rozwój nr 1–2, 177–185.
9. Nouman J., 2012 — Comparative studies and analyses of working fluids for Organic Rankine – Master of Science Thesis, Sztokholm.
10. Nowak W., Borsukiewicz -Gozdur A., 2011 — Siłownie ORC sposobem na wykorzystanie energii ze źródeł niskotemperaturowych. [W:] Czysta Energia nr 2.
11. ORC Power Plant Neustadt – Glewe, Operational Experience Since 2004, dokument elektroniczny, dostęp pod adresem http://engine.brgm.fr, dostęp dnia 19.12.2015.
12. Papierowska E., Chaczykowski M., 2013 — Wykorzystanie technologii ORC w celu wytwarzania energii ze źródeł odnawialnych. [W:] Przegląd Naukowy – Inżynieria i Kształtowanie Środowiska nr 61, 336–347.
13. Paska J., 2005 — Wytwarzanie energii elektrycznej. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa.
14. Paska J., 2010 — Wytwarzanie rozproszone energii elektrycznej i ciepła. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa.
15. Ślimak C., Okularcz yk B., 2014 — Energia geotermalna w praktyce – 20 lat doświadczeń PEC Geotermia Podhalańska S.A. [W:] Czy mamy potencjał energii geotermalnej w Polsce? – materiały z seminarium eksperckiego, dokument elektroniczny, dostęp pod adresem http://www.mos.gov.pl, dostęp dnia 17.12.2015.
16. Załącznik Nr 1 Do decyzji o środowiskowych uwarunkowaniach z dnia 17 września 2014 roku znak OS.6220.4.6.2014 dla inwestycji pod nazwą: Wydobywanie kopalin za złóż metodą otworów wiertniczych, wydobywanie wód termalnych otworami Bańska IG-1, Bańska PGP-1 i Bańska PGP-3 w miejscowości Bańska Niżna, dokument elektroniczny, dostęp pod adresem http://bip.malopolska.pl, dostęp dnia 17.12.2015.
17. Żmudzki S., 1993 — Silniki Stirlinga. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa.
Linkografia
18. http://www.is.pw.edu.pl/~michal_strzeszewski/ioiw/wlasciwosci.pdf, dostęp dnia 19.12.2015.
19. http://www.ohio.edu/mechanical/stirling/engines/engines.html, dostęp dnia 20.12.2015.
20. http://www.pieninypn.pl, dostęp dnia 18.12.2015.
21. http://www.stirlingengine.com, dostęp dnia 20.12.2015.
22. https://www.meteoblue.com, dostęp dnia 18.12.2015.

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-1331e5a8-2e6e-4cc5-b321-c38a1ba1698d