הגדלה צריכה את הכוח הגמורמלי

אנרגיה גיאותרמית נותרה אחת ממקורות הכוח העקביים והחופשיים ביותר הזמינים.בניגוד לשמש או לרוח, כדור הארץ & #8217; חום פנימי זורם ברציפות, המציע יכולת עומס יציב שיכול לפעול 24/7.אבל למרות האמינות שלו, גיאותרמאל כבר באופן היסטורי תחתום יחסית לקמפיינים מתחדשים אחרים. מחסום גדול אחד היה עלות גבוהה וזמן בנייה ארוך של כוח גיאומטריד בדרך כלל דורש מעצמה גבוהה יותר, אשר מופעלת יותר, כדי לקדם את התעשייה הגדולה יותר, ולהגדיל את התקינה יותר, ולהגדיל את התקינה גבוהה יותר, כי הוא צורך פרויקטים מתקדמים יותר, ולהגדיל את התעשיות חשמל ולהגדיל את התקני חשמל.

יחידות כוח גיאות-תרמי מודולריות מטפלות בדיוק צורך זה.על ידי שבירת צמח לתוך בלוקים בניין סטנדרטיים, pre-fabricated, מפתחים יכולים לפרוס את היכולת באופן מצטבר, להפחית את הסיכון הפיננסי, ולהתאים לתנאים ספציפיים באתר בקלות רבה יותר.כפי ששווקים אנרגיה דורשים החזר מהיר יותר וגמישות גדולה יותר, פרדיגמת המודולרית הופכת חיונית לפתיחה של גיאוותרמית ו-#8217; פוטנציאל מלא זה, חוקר את עקרונות עיצוב מתמשך, ופעולות סטנדרטיות, ופעולות סטנדרטיות, ופעולות סטנדרטיות, אשר פועל.

מה הם יחידות כוח גורדיות?

יחידת כוח מודולרית גיאותרמית היא מודול ייצור כוח המכיל עצמי שניתן לבנות מפעל, נשלח לאתר, והתאספו במהירות.כל מודול כולל גנרטור טורבינות, בורר חום, condenser ומערכות בקרה, כל ארוז בתוך טביעת רגל סטנדרטית.מספר מודולים מותקנים אז מותקנים בצד זה-יד או במקבץ, עם כל יחידה פועלת באופן עצמאי או במקביל כדי ליצור תחנת כוח גדולה יותר.

צמחים מסורתיים גיאותרמאליים, לעומת זאת, הם פרויקטים מונוליטיים שבו כל רכיב הוא מונדס ומותקן באתר. גישה זו מובילה לעתים קרובות זמני להוביל פרויקטים ארוכים (חמש עד עשר שנים מחקירה ועד ועד גיוס) ועלות מעליות המרתיעות את המשקיעים. יחידות מודולריות מודולריות: סטנדרטיזציה מאפשרת רכיבים זמן להיות מיוצר בנפח, בקרת איכות במפעל, ונשלחים לרוץ על עבודה באתר, ואז מתמקדת על קווי בנייה ומתקנים חודשיים.

יחידות אלה יכולות להיות מיועדות לכל סוג משאבים גיאותרמאלי: קיטור יבש, קיטור פלאש או מחזור בינארי. עבור משאבים עתיריים נמוכים ובינוניים (הגדולים ביותר בעולם), מודולים מחזור בינארי אטרקטיבי במיוחד משום שהם משתמשים בנוזל עבודה משני כדי לייצר כוח ביעילות בטמפרטורות נמוכות יותר.המחלקה האמריקנית לאנרגיה & #8217;sFLT:0Gemal Office Technologiesiralir יש להרחיב את הפוטנציאל שלהם באופן פעיל יותר מקודמת, כדי להרחיב את העיצובים מתקדמים.

עקרונות עיצוב הליבה של Scalability וגמישות

תכנון יחידה גיאותרית מודולרית שיכולה להגיע מ 1 & #160;MW ל 50 & #160;MW או יותר דורש תשומת לב זהירה למספר עקרונות הקשורים בין-תחומיים.כל עיקרון חייב לאזן את העלות, הביצועים, וקלות האינטגרציה.

המונחים: Components

אבן הפינה של מודולריות היא סטנדרטיזציה.שימוש יחידות טורבינות זהה, חילופי חום, ולוח הבקרה על פני מודולים מרובים להפחית עלויות הייצור, פשטות מלאי, ומאפשר החלפת שדה מהירה. מרכיבים סטנדרטיים גם לאפשר a “ נפיחות ו-play & #8221; גישה: אם מודול יחיד נכשל, זה יכול להיות מחלף ללא להפריע את הצמח כולו.

  • (FLT:0) Turbine-generator מגדיר את ה- 1FLT:1 מותאמים למחלקה ספציפית של תפוקה חשמל (למשל 1 & #160;MW, 3  MW, 5  MW).
  • (FLT:0) החליפות של Heat exchangeFLT:1) המיועד לטמפרטורה סטנדרטית וטווח לחץ, עם חומרים עמידים על קורוזיה כמו טיטניום או נירוסטה עבור גליות גיאותרמיות.
  • (FLT:0) מערכות ניהול 1:1 עם פרוטוקולי תקשורת נפוצים (Modbus, DNP3) המאפשרים מודולים לתאם ללא קידוד מותאם אישית.

סטנדרטיזציה אינה מתכוונת לגודל אחד של איכות חיים - כל.במקום, היא יוצרת משפחה של מודולים תואמים שניתן לערבב איכות משאבים. A 3 & #160; מודול בינארי עשוי להשתמש באותה טורבינה כמו 1 & #160; יחידתMW אבל עם מספר מקביל להחליף חום לטפל בקצב גבוה יותר.

תשתיות רחבות

סקלאלה מושגת על ידי תכנון הצמח & #8217; של תשתיות אזרחיות, חשמל ונוזל כך שניתן להוסיף מודולים נוספים ללא עבודות שיקום גדולות.זה אומר לבנות קו אספקה משותף, לולאת מים קירור, וחיבור שידור עם מספיק יכולת להתרחבות עתידית.

אחת האסטרטגיות היעילות היא לבנות את הצמח בשלבי שלב 1 עשויה להתקין חמישה מודולים (כניסה ל-15  MW), עם חלל ודימום במשך 10.שלב 2 מוסיף מודולים שנתיים לאחר מכן, לאחר שנתוני הייצור מאמתים את המשאבים והסכמי רכישת חשמל נוספים חתומה.

מערכות בקרה הסתגלות

צמח מודולרי עם יחידות עצמאיות מרובות דורש אדריכלות שליטה שיכולה לנהל כל מודול & #8217; פעולה בהרמוניה. אלגוריתמי תוכנה מתקדמים אופטימיזציה של המשלוח על פני מודולים, המאפשר כמה יחידות לרוץ במלוא יכולת בעוד אחרים לעקוב אחר העומס.זה בקרה הסתגלות הוא בעל ערך במיוחד כאשר הטמפרטורה גיאותרמית או זרימת קצב משתנה לאורך זמן (בשל מאגרי מידע לאחור או עונתיות).

תכונות מפתח של מערכת בקרה אדפטיבית כוללות:

  • (FLT:0) ניטור בזמן אמת FLT:1 של טמפרטורה טובה, לחץ וכימיה חדה, להאכיל נתונים למערכת בקרה פיקוח ובקרה מרכזית (SCADA)
  • (FLT:0) אחריו ההיגיון FLT:1hil אשר מאמת את הפלט מודול כדי להתאים את הביקוש לרשת או לפעול בתוך המאגר & #8217; שיעור הייצור בר קיימא.
  • (FLT:0) תחילתו של אוטומטי ו-Squancing: 1 כדי להביא מודולים באינטרנט או לא מקוון ללא התערבות ידנית.
  • (FLT:0) מודולים תחזוקה מקדימה של דגלים מרכיבים מטביעים על בסיס רטט, טמפרטורה ומגמות ביצועים.

בקרה הסתגלותית מאפשרת גם לפעול מרחוק.בתחומים גיאוותרמאליים מרוחקים, צוות מינימלי באתר רצוי.מערכת בקרה מעוצבת היטב יכולה לפקח ולתאם כל מודול ממרכז התפעולי במרחק מאות קילומטרים.

עיבוד החלפה ומילוי חום

בלוק הכוח על פני השטח הוא רק חצי מהסיפור; קנה מידה תלוי גם איך החום מופק מן המאגר. התמחויות גיאותרמאל מסורתיות יקרות (לעתים קרובות $ 10 מיליון $ $ עבור) ודורש השקיות גדולות המגבלה מפתח & #8217; היכולת להרחיב את יחידות מוכחות באופן מצטבר.חדש שיטות קידוח, כגון קידוח או חרטות, לאפשר תוספת של 20 שניות לאחר טיפול מוקדם יותר,82 הוא צורך משאבים.

עבור מערכות בינאריות, מחליפי חום או משאבות submersible ניתן לתקן כדי להתאים את המפרטים מודול. על ידי תיקון הטמפרטורה הטובה ורמת קצב בשלב עיצוב, מהנדסים יכולים להתאים את החלפת החום ואת טורבינות עבור מצב ספציפי זה.אם הטמפרטורה משאבים יורד לאורך זמן, המערכת יכולה להיות מוקרן מחדש על ידי הוספת מודולים עם נוזל עבודה מופחתת-tempture עובד (למשל, מעבר זה.com) הוא להחליף את Rfamark שלם.

היתרונות של עיצוב מודולרי

היתרונות של אימוץ גישה מודולרית המשתרעים על פני ממדים פיננסיים, תפעוליים ואסטרטגיים.

עלויות יעילות וגדרות פיננסיות נמוכות

Modularization מפחית את הסיכון ההון במספר דרכים. First, ייצור המפעל חותך על עלויות העבודה באתר על ידי 30–50% תוך שיפור בקרת איכות.שני, היכולת להתחיל לייצר הכנסות עם יכולת ראשונית קטנה יותר (למשל, 5-10 & #160;MW) פירושה כי מפתחים יכולים לממן פרויקטים עם שילוב של הון וחובות קטנים יותר, הימנעות מהצורך במימון מסיבי, ייצור סטנדרטי ממודולים למידה הם יותר, כמו יחידות ייצור, ירידה של יחידות ייצור.

עלויות תפעול ותחזוקה נופלות גם הן עם רכיבים ניתנים לשינוי, חלקי חילוף הם פשוטים, וצוותי תחזוקה יכולים להיות מאומן על עיצוב מודול יחיד ולא צמח ייחודי.ה-FLT:0 International Gethermal AssociationFLT:1 מציין כי צמחים מודולריים יכולים להשיג O & מפחת של 15-25% לעומת צמחים מסורתיים, בעיקר בשל זמניים ותיקון מהיר יותר.

מהירות יותר של פיזור וצמצום הסיכון לבנייה

נושאים מהירים בשווקים אנרגיה.צמח מודולרי יכול לעבור מפירוק הקרקע לפעולה מסחרית ב 18-24 חודשים, לעומת 5-8 שנים למפעל גיאותרמאל קונבנציונלי.Pre-fabricationcationcationcationcation פירושו שרוב עבודת הבנייה מתרחשת במקביל להכנת מודולים באתר, מגיעים לאתר מוכן להיות מוגדר על יסודות ומחוברת לשימושים. לוח זמנים דחוס זה מקטין את החשיפה לאינפלציה, במהלך בנייה, חוסר ודאות.

הסיכון לבנייה מצטמצם עוד יותר מכיוון שמודולים בנויים בסביבה מבוקרת ולא חשופים לעיכובים במזג האוויר, מחסור בעבודה, או צווארי בקבוק לוגיסטיים נפוצים באתרים גיאותרמיים מרוחקים.הטבע הנראה, החוזר על הדעת של ההרכבה מודולרית גם מקל על אבטחת הנדסה קבועה, רכש ובנייה (EPC), מתן אמון המשקיעים.

סקלאלה כדי להתאים את הביקוש הגדל

הביקוש לאנרגיה רק לעתים רחוקות קופץ בשלב גדול אחד; הוא גדל באופן מצטבר כמו הכלכלות מתרחבות.צמחים גיאוותרמיים מודולרי יכולים להתאים את עקומת הצמיחה. A מפתח עשוי להתקין שלב 10  ראשוני ולהוסיף 5 & #160; מודולים בכל 18 חודשים כמו הביקוש עולה.זה רק בזמן-in-time תוספת להימנע מנפיחות הון בתשתיות גדולות מדי.

סקלאלה גם מרוויחה את המשאב עצמו.מגרשים הגותרמיים דורשים לעתים קרובות ניהול זהיר כדי למנוע עודף של פעילות.על ידי הוספת מודולים רק כפי ביצועי המאגר הוא תוקף, המפעילים יכולים להימנע מהשקעה יתר על המידה ביכולת רבה מדי.אם המשאב תומך יותר ייצור, מודולים נוספים מתווספים; אם המשאב תחת חומרים, המפעיל מפסיק להתרחב ולהגבלות.

גמישות תפעולית והתאמה של האתר

יחידות מודולריות יכולות להיות reconfigured, relocated, או repurposed.אם החלק פרודוקטיבי ביותר של שינוי שדה גיאותרמית (כפי שמאגרים לעתים קרובות לעשות), מודולים יכולים לעבור לאתרים חדשים של בארות במקום לבנות צמח חדש. עבור פרויקטים זמניים או מחקרי טייס, מודולים ניתן לשכור ונשלחים למספר אתרים לאורך חייהם.זה יתרון ייחודי על פני קבוע, קבוע קבוע מתקנימטריה מסורתיים.

בנוסף, צמחים מודולריים יותר מתאימים להקשרים גיאוגרפיים ורגולטוריים שונים. A סטנדרטית 5 & #160; מודול מוואטה ניתן להשתמש בקניה, איסלנד, או אינדונזיה עם רק התאמות קלות קירור (אוויר-קוממונע לעומת מים-קו-מכוסים) וחיבור רשת.זה מפחית את הצורך בהפעלת מחדש יקרה עבור כל אתר חדש, accelerating גיאוגרפית גלובלית.

אתגרים מתקדמים בעיצוב ג'ותרמאל

למרות היתרונות ברורים, יחידות גיאות מתודולוגיות עדיין לא סטנדרטיות בתעשייה.יש לטפל באתגרים טכניים, כלכליים ורגולטוריים.

היפוצים הטכניים

האתגר הטכני המשמעותי ביותר הוא להבטיח החלפת חום אמינה בטווח רחב של יצירות גאותרמיות.נוזלים גאותרמיים רבים הם אגרסיביים מבחינה כימית, המכילה סיליקה מומסת, כלורידים, פחמן דו חמצני וסולפיד מימן. אלה גורמים קשקשים וקורוזיון שיכולים ל clog חום חילופי ביצועים מתקדמים.

מחסום טכני נוסף הוא שילוב מערכת.כאשר מודולים מרובים חולקים רשת אספקת היתוך משותף וזריקת רשת, טיפות לחץ וחוסר איזון זרימה יכול להתרחש. תכנון ראש תקין ושסתום שליטה נדרשים כדי להבטיח שכל מודול מקבל את קצב זרימת העיצוב שלו. בדומה, חיבור חשמלי חייב להתמודד עם עיוותים הרמוניים וסתמי אשם כאשר יחידות זהות רבות לרוץ במקביל.

שיקולים כלכליים והיסטוריים

גיאות מודולרית יכולה להוריד עלויות מעל פני השטח, אבל העלות של המודול הראשון עדיין תחרותי עם סולרית בקנה מידה קטן או רוח רק באזורים מועדפים משאבים.מדיניות תמיכה, כגון זיכויי מס ייצור או מכסי מזון, יש צורך להגדיל את המאמצים המוקדמים ולעזור יצרנים להשיג נפח ייצור.

מסגרות רגולטוריות גם lag. Permitting תהליכים נועדו לעתים קרובות עבור שתלים גדולים ולא מתקנים ממוחזרים.מפתחים עשויים להיות צריכים לבודד כל הרחבה, עיכובים וחוסר ודאות.היתר למיזמים גיאוותראליים מודולריים, מצטברים יכול להאיץ אימוץ.כמה מדינות, כמו איסלנד וניו זילנד, יש תקנות גיאומטריה מתקדמות שמתאימות לפיתוח בשלב, אבל רבים אחרים עדיין לא מותאמים.

חידושים עתידיים ומחקרים

כמה חידושים מבטיחים נמצאים באופק.מחזורים בינאריים מתקדמים באמצעות CO2 סופר קריטי כמו נוזל עבודה יכול לשפר את היעילות ולהקטין את גודל החלפת החום, מה שהופך מודולים אפילו יותר קומפקטיים.שיפור מערכות גיאותרמיות (EGS) טכניקות כי מאגרי מהנדס בסלע חם, יבש יכול להיות מוזג עם בלוקים של כוח מודולרי, המאפשר פריסה גיאותרמית באזורים ללא משאבים טבעיים.

טכנולוגיית תאומים דיגיטלית מאפשרת העתק וירטואלי של הצמח מודולרי להיבנות ולהשתמש בו כדי להתאים את הפעילות, לחזות כישלונות וצוות הכשרה.כאשר בשילוב עם מערכות בקרה הסתגלות המתוארות קודם לכן, תאומים דיגיטליים יכולים לשפר באופן משמעותי את זמינות הצמח.מחקר במימון המחלקה לאנרגיה & #8217;sFLT:0Gethermal Technologies OfficeF:1LT ממשיך לדחוף את הגבולות האלה, מוקדם ופעולות שדה הם בשלבים מתקדמים כמו מרכזי מרכזי עבור מרכזים אחרים (EGEGEG).

הדרך קדימה

תכנון יחידות כוח גיאותרמי מודולריות אינו רק תרגיל הנדסי; זהו שינוי אסטרטגי שיכול לפתוח אנרגיה גיאותרמית בקנה מידה עולמי.על ידי סטנדרטיזציה של רכיבים, תכנון הרחבה, יישום בקרה אינטליגנטית, ואימוץ גישות קידוח גמישות, התעשייה יכולה לספק כוח עומס בסיס נקי מהר יותר ובאופן טבעי יותר מאשר אי פעם.

מימוש חזון זה דורש המשך שיתוף פעולה בין יצרני ציוד, מפתחי גיאותרמי, שירותים וקובעי מדיניות.פרויקטים של טייס המדגים יכולת מודולרית וכדאיות פיננסית יהיה חיוני לבנות אמון המשקיעים.כפי שהעולם מקלקל את רשת החשמל שלו, גיאותרמאל מודולרי בולט כפתרון מוכח אך לא מוגדר - אחד שמגיע לו הרבה יותר תשומת לב והשקעה.