כשרשתות כוח מתמודדות עם עלייה במתח ממזג אוויר קיצוני, מהתקפות סייבר ותשתיות ההזדקנות, הצורך במערכות גיבוי חירום אמין, בר קיימא מעולם לא היה גדול יותר. תשתיות קריטיות - בתי חולים, מרכזי טיפול במים, מתקני חירום, מרכזי חירום - לא יכול להרשות אפילו להרשות לעצמם אתגרים קצרים יותר של גנרטורים מסורתיים, תוך שימוש נרחב, לבוא עם לוגיסטיקה דלק, פליטות, ותחזוקת אנרגיה גיאותרמית מציעה אלטרנטיבה משכנעת: בסיס מתחדש, כוח חוזר, אסטרטגיות אנרגיה, כוח, כוח, כוח עצמאיות, כגון שימוש נרחב, כוח פעיל, כגון טכניקות כוח עצמאיות, שימוש עצמאיות, שימוש נרחב, שימוש נרחב, יעילות, שימוש, שימוש, כגון טכניקות כוח, אספקת דלק, יעילות, שימוש נרחב, שימוש, שימוש נרחב, שימוש נרחב, אנרגיה גיאודות, אנרגיה גיאומטריד.

הבנה של אנרגיה גיאותרמית

אנרגיה גיאותרמית מתעתקת בחום הפנימי של כדור הארץ, שמקורו במבנה כדור הארץ ובריקבון רדיואקטיבי.חום זה נגיש באמצעות מאגרים גיאותרמאליים – היווצרות סלע המכיל מים חמים או קיטור – הנמצאים באופן אטי בעומק של 1–3 ק"מ. תחנות כוח להמיר את האנרגיה התרמית הזו לחשמל באמצעות אחת משלוש טכנולוגיות עיקריות:

  • (ב) ,0) צמחי קיטור (FLT:1) - משתמשים ישירות קיטור מן המאגר כדי להפוך טורבינות. Common בתחומים בוגרים כמו הג'ירס בקליפורניה.
  • (ב) ⁇ 0) ↑ "הפלאש קיטור" (פלאש) "החלב מים חמים בלחץ גבוה לתוך מיכל שבו הוא "מחטף" לתוך קיטור כדי לנהוג טורבינות.
  • (FLT:0) עיגולי מחזוריים של מחזוריים צמחיים מ- 1:1 - לעבור נוזל גיאותרמאל באמצעות החלפת חום כדי לחוסן נוזל עבודה משני עם נקודת רתיחה נמוכה יותר, אשר לאחר מכן לסובב טורבינות. גישה זו עובדת עם משאבי טמפרטורות נמוכות (כנמוך כ -100 מעלות צלזיוס).

צמחים בינאריים רלוונטיים במיוחד עבור גיבוי חירום כי הם יכולים להיות בקנה מידה למטה כדי מגהוואט או אפילו גדלים קילווואט ופורסים במסגרות גיאולוגיות מגוונות.בניגוד לשמש או רוח, פלט גיאותרמית הוא קבוע - גורמי קיבולת של 90% או יותר נפוצים - מה שהופך אותו אידיאלי FLT:0 baseloadFLT 1 מקור כוח עבור עומסים קריטיים.

Gethermal לעומת מערכות גיבוי חירום מסורתיות

כדי להעריך את תפקידו של ג'ותרמאל, השוו אותו לשתי טכנולוגיות הגיבוי הנפוצות ביותר: גנרטורים דיזל ומערכות סולמות סוללות.

דיזל גנרטור

  • (ב) ,0) אחריות: תלוי במשלוח דלק; במהלך הפסקות מורחבות, דלק עשוי לפעול או להיות בלתי נגיש.
  • (FLT:0) הרשאות: 1) דיזל ממצה מכיל NOx, SOx, ראש הממשלה ו- CO2. הרבה תחומי שיפוט הם הידוק תקנות איכות האוויר, הגבלת שעות ריצה או דורש נביחות יקרות.
  • (FLT:0) שימור: 1FLT דורש שבועי או חודשי מבחן, שינויי שמן, לוטש דלק למניעת השפלה, החלפת סוללות.
  • (ב) ⁇ :0) ,הפעלתו של לוד יכולה להיות בעייתית לבתי חולים או למרכזי נתונים עירוניים.

סולי PV + סוללה אחסון

  • (FLT:0) אחריות: 1FLT 1 לסירוגין - עיקורים מספקים משך מוגבל (בדרך כלל 2-4 שעות בעומס מלא) עבור הפסקות ארוכות יותר, השמש לא יכולה להיות זמינה בלילה או במהלך כיסוי ענן כבד.
  • (ב) שימוש ב-[[1924]]: [[1924]]]]
  • (ב) ,0 ,Lifecycle: FigFLT:1; Batteries degrade ודרוש תחליף כל 8-15 שנים, הוספת עלויות משמעותיות.

מערכות גיבוי גיאותרמיות

  • (ב) ⁇ :0) אחריות: פעולות רציף 24/7 ללא קשר למזג אוויר, עונות או אספקת דלק.
  • (FLT:0) אחריות: 1FLT:1 פליטות מחזור חיים מינימלי (בערך 10-15 גרם CO2 / kWh לעומת 700-900 גרם דיזל).
  • (ב) ,0) אורך: צמחים גאוותרמאליים פועלים במשך 30-50 שנים עם ניהול מאגרים תקין.
  • (ב) ,0) ,00 (ב) , אין רעש של בעירה; צמחים בינאריים הם שקטים במיוחד.
  • (ב) ⁇ :0 (FLT:1; A 5 MW צמח בינארי תופסת בערך 1-2 דונם של שטח פני השטח (כולל בארות), הרבה פחות מאשר חווה סולארית של יכולת שווה ערך.

יתרונות של תשתיות קריטיות

המאפיינים הייחודיים של אנרגיה גיאותרמית מתייחסים ישירות לצרכים הליבה של גיבוי חירום לבתי חולים, מרכזי נתונים ושירותים חיוניים אחרים.

  • (FLT:0)Baseload Continuion: FLT:1 הצמח פועל כל הזמן, אבל במהלך נורמליות הרשת ניתן להשתמש בכוח כדי לבטל את חשבונות חשמל המתקן. במהלך גיל המעבר, המערכת הגיאוגרפית יכולה לאי מהרשת לשרת עומסים קריטיים ייעודיים.לא עיכוב התחלה (לא כמו גנרטורים דיזל הדורשים 10-30 שניות של cranking וייצוב).
  • (FLT:0) גורם קיבולת גבוהה: 1FLT:1 רוב הצמחים הגיאו-thermal להשיג 85-95% קיבולת גורם. עבור השוואה, רוח ממוצעת 35% ושמש סביב 20%.זה הופך את הגיאורמי לגיבוי קוד יחיד אמין.
  • (FLT:0)Low התפעולי עולה: 1FLT לאחר השקעה בבירה, הדלק הוא חינם. Gethermal חשמל יש עלות גבוהה של אנרגיה (LCOE) של $ 100 /MWh $ 100 בהתאם לאיכות משאבים, תחרותי עם גז משולב וזול יותר מאשר דיזל (אשר יכול לעלות על 200 /MWh כאשר כולל דלק, תחבורה ותחזוקה).
  • (FLT:0) פוטנציאל השימוש הטבעי: FLT:1Girmal Systems יכול גם לספק חימום וקירור באמצעות משאבות חום מקור-קרקע, שיפור נוסף של עמידות אנרגיה המתקן.לדוגמה, בית חולים יכול להשתמש משאבת חום גיאותרמית עבור HVAC ו יחידה בינארית קטנה עבור כוח גיבוי.
  • (FLT:0) ,Reduced Carboncio: FLT:1 מתקנים קריטיים יותר ויותר להתמודד עם המנדטים או מטרות מרצון כדי להפחית את פליטות.

אסטרטגיות יישום

הגדלת הגיבוי הגיאוגרפי למתקן קריטי דורש הערכה של אתר זהירה ועיצוב המערכת.הגישה משתנה בהתאם לגיאולוגיה מקומית, גודל המתקן, ותשתיות קיימות.

אתר Gethermal Power Generation

אם המתקן ממוקם מעל מאגר גאותרמי בר קיימא (בדרך כלל באזורים פעילים מבחינה טקטית כמו מערב ארה"ב, איסלנד, קניה, אינדונזיה, הפיליפינים, או חלקי איטליה וניו זילנד), צמח בינארי קטן בגודל קטן יכול להיות מותקן על הנכס.הצמח מתחבר למחליף החשמלי של המתקן באמצעות מתג אוטומטי (ATS במהלך ניתוח רגיל, תחנת הכוח יכול לשרת את עודף רשת החשמל חלקה (מבודדים).

מערכות היברידיות

עבור מתקנים באזורים עם משאבים גיאותרמאליים פחות נוחים, גישה היברידית עשויה לעבוד.לדוגמה, מערכת משאבת חום גיאותרמית יכולה לספק חימום בסיס קירור, בעוד צמח בינארי קטן מכסה חלק קטן של צרכי חשמל.באטים או גנרטור ביו דלק יכול לכסות שיא או פערים קצרי תאורה.שלב גיאותרמאל עם שמש או רוח יכול להתאים לשימוש קרקע ועלות.

תחנת המטרו Gethermal Backup

באזורים עירוניים, ניתן לבנות תחנת כוח גיאותרמית מרכזית כדי לשרת מתקנים קריטיים מרובים באמצעות מיקרוגרריד ייעודי.זה כבר קורה בקמפוסים של אוניברסיטאות ובסיסים צבאיים.מודל מבוזר מקטין את הסיכון לכל-פאקליות ויכול להשיג כלכלות בקנה מידה.

צעדים מרכזיים למפתחים

  1. (FLT:0) הערכת מקורות: איור 1 (FLT:1) ביצוע סקרים גיאולוגיים, מגנטיוליטרים, ובדיקת קידוח כדי לאשר טמפרטורה, אי-נוחות וכימיה נוזלית.
  2. (FLT:0) קבלת אישורי קידוח: 1 (היתר קידוחים) זכויות מים, הערכות השפעה סביבתית, ורישיונות איכות אוויר (צמחים בינאריים קלים יותר להיתר מאשר פלאש או קיטור יבש).
  3. (FLT:0System sizing: FLT:1 Determine קריטית לטעון (בדרך כלל 500 קילוואט עד 10MW עבור בית חולים או מרכז נתונים) עיצוב עבור undancy (למשל, 2 50% יחידות).
  4. (FLT:0) אינטגרציה עם גיבוי קיים:FreaLT:1) ג'ותרמאל עשוי להיות יחד עם UPS קיים (אספקת חשמל בלתי ניתנת להפרדה) למשך שניות הראשונות, בעוד הצמח גדל.
  5. (FLT:0) ניהול ותחזוקה: FLT:1 ניטור רציף של לחץ המאגר, טמפרטורה, ומדפי כימי. ניקוי או גירוי תקופתי (המתיקה) עשוי להיות נחוץ.

מקרה מחקרים

דוגמאות בעולם האמיתי מראות כי גיבוי חירום גיאותרמי אינו רק תיאורטי.

איסלנד – תחנת הכוח ההלכתית

רשת איסלנד היא בעיקר גיאותרמית (כ-30% מסך החשמל) בעוד שגיבוי חירום יש פחות קריטי בשל אמינות רשת גבוהה, צמח הלוויני (303 MW) יכול אי מהרשת הלאומית ולספק עומסים קריטיים באזור רייקיאוויק.המערכת סיפקה כוח במהלך רשת נדירה מחולקת ב-2023.

קליפורניה - המרכזים והמידע המקומי

בצפון קליפורניה, השדה הגיאוגרפי הגדול בעולם (1,500 MW) ממוקם ליד סנטה רוזה. כמה חברות טכנולוגיה גדולות חקרו מרכזי נתונים ב-Giters כדי להשתמש בגיאורמי ישירות על כוח וקירור.FLT:0California Energy Commission מדווחת על מיקרוגרם ב-Gysers Road כדי לספק תמיכה גיאוגרפית ו- 12MWer (במסגרת פעולה דומה) של כוח צבאי (במסגרת מרכזית) לאחר ש- 12 מגה-אווירהמרכז) יכול היה להיות בעל כוח צבאי (מחץ) באופן דומה ל-160 ליטר) ב-160 ליטר) ב-אווירהמרכז אנרגיה, לאחר שירות צבאי, לאחר שירות צבאי (Val).

קניה – Olkaria Gethermal Complex

שדות Olkaria של קניה (total >800 MW) לספק את רוב החשמל של המדינה.The FLT:0 ;0 ; 000 פיתוח בנק לאומי פיתוח בנקל 1 ממנת התרחבות שנועדה לשפר את יציבות הרשת. חלק מבתי החולים ומרכזי הנתונים בניירובי חוקרים מיקרו-צמחים גאותרמיים ייעודיים כדי להפחית את ההסתמכות על דיזל לא אמין.

פרויקט טייס - אוניברסיטת טקסס באוסטין

אוניברסיטת טקסס היא קידוח מבחן גיאותרמאל עמוק בקמפוס.המטרה היא להפגין צמח 1-2MW בינארי שיכול לגבות מתקני מחקר קריטי ומרכז הנתונים של האוניברסיטה.FLT:0 [המכון לאנרגיה של UT Institutrph 1-1] מוביל את הפרויקט עם מיקוד טכנולוגיות קידוח בעלות נמוכה.

שיקולים כלכליים והיסטוריים

למרות היתרונות שלה, גיבוי גיאותרמאל ניצב בפני כמה מכשולים שיש לטפל בהם לאימוץ נרחב.

עלויות הון גבוהות

מחקר וקידוח חשבון עבור 40-60 אחוזים של עלות הפרויקט הגיאוגרפי. צמח קטן 5MW בינארי עשוי לעלות 25–35 מיליון דולר לעומת זאת, מעל 30 שנה, LCOE הוא תחרותי. עבור יישומים גיבוי, ההשקעה יכולה להיות מוצדקת על ידי הימנעות הכנסות אבודות ועלויות מחוץ לבית חולים, שעה אחת של פחות משעות למטה יכולה לעלות 500,000 דולר ל-1 מיליון דולר; עבור מרכז נתונים, או יותר של 5 מיליון דולר.

סיכון גיאולוגי

קידוח בארות יבשות או מאגרים עם טמפרטורה או אי-ספיקה הוא סיכון. Mitigation כולל סקרי פני השטח מפורטים (MT, כבידה, מגנטי), אך אי ודאות מסוימת נשארת תמיד. מוצרי ביטוח ותוכניות שיתוף סיכונים ממשלתיים (למשל, מצפה הגבול של ארה"ב למחקר באנרגיה גיאותרמית) יכול לעזור.

נוף REALORTORTORTOR

קבלת קידוח גיאוגרפי משתנה על ידי סמכות שיפוטית בארה"ב, הלשכה לניהול הקרקע מפקחת על אדמות פדרליות; אישורים מקומיים ומקומיים לשימוש במים, איכות אוויר, ובניה נדרשים גם כן.

השפעה סביבתית

צמחים גאוותרמאליים מייצרים פליטות אוויריות רשלנות אך עשויים לשחרר כמויות קטנות של sulfide מימן (H2S) ודורשים זריקת מים.מערכות בינאריות סגורות מקטנות בעיות כאלה.הפרעת הקרקע עבור כריות טובות צינורות היא דאגה בתחומים רגישים מבחינה אקולוגית.

תחזית עתיד

התקדמות הטכנולוגיה מורידה את החסמים לאנרגיה גיבוי גיאותרמית.

  • (ב) ⁇ :0) ,EGSEARD Govermal Systems (EGSIRLT) 1 על ידי הזרקת מים לסלע יבש חם, EGS יכול ליצור מאגרים גיאותרמאליים באזורים ללא יכולת טבעית.
  • (FLT:0) חברות קטנות מודולריות ג'ותרמאל (SMG): ibph1) כמו Geo40, Fervo Energy, ואחרים מפתחים יחידות MW סטנדרטיות 1-5 אשר יכולות להיות בעלות מסה ונשלחות.זה יכול להפחית עלויות על ידי 30–50% באמצעות ייצור במפעל ותקנה פשוטה.
  • (FLT:0) ,Retrofiting Oil and Gas Wellsrov:FLT ( 15,000 של בארות נטושות קיימות ברחבי העולם.עם טיהור, בארות אלה ניתן להמיר לייצור גיאותרמאל, צמצום עלויות קידוח ולתת התמחויות ישנות חיים שני.
  • (FLT:0) אינטגרציה עם מיקרוגרואידים: ⁇ 1) כמו בקרים מיקרוגרריד להיות חכם יותר, צמחים גיאותרמאליים ניתן לשלוח לצד השמש, הסוללה, ותגובה הביקוש לספק 100% גיבוי מתחדש עם אי ניתוק.

כמה רשתות לאומיות שוקלות גיאותרמי כמשאב גיבוי.לדוגמה, המעבדה לאנרגיה מתחדשת לאומית (NREL)BuildFLT:1 מדגימה כיצד גיאוותר גבוה יכול להחליף צמחים גז טבעי שיא תוך מתן גיבוי חירום לתשתיות קריטיות.

מסקנה

אנרגיה גיאותרמית מציעה הצעת ערך ייחודית עבור מערכות גיבוי כוח חירום בתשתיות קריטיות: כוח מתמשך, תלוי במזג האוויר, נמוך-הרשות שיכול לרוץ במשך עשרות שנים עם עלויות תפעול מינימליות.הגורם הגבוה שלה ויכולת לאי מהרשת להפוך אותו לעליון גנרטורים דיזל ושמש +storage להבטחת זמן רב יותר במהלך עלויות מתקדמות, בעוד עלויות אחוריות וודאות גיאולוגית נותרו מכשולים, התקדמות כמו EGS ויחידות יעילות, אך הן רק עבור מרכזי חירום, אך לא רק כדי להבטיח את מרכזי חירום מתקדמים, אך ורק עבור שירותי חירום מתקדמים, אך ורק כדי להבטיח את שירותי חירום מתקדמים, אך ורק היום, אך ורק כדי להבטיח את שירותי חירום מתקדמים, אך ורק כדי להבטיח את שירותי חירום, אך ורק כדי להבטיח את שירותי חירום מתקדמים יותר, אך ורק כדי להבטיח את שירותי חירום מתקדמים יותר, אך ורק כדי להבטיח את שירותי חירום, אך ורק כדי להבטיח את שירותי חירום מתקדמים יותר, אך ורק כדי להבטיח את שירותי חירום מתקדמים יותר, אך ורק כדי להבטיח את שירותי חירום מתקדמים יותר, אך ורק כדי להבטיח את שירותי חירום מתקדמים יותר, אך ורק כדי להבטיח את שירותי חירום מתקדמים יותר, אך ורק כדי להבטיח את שירותי חירום מתקדמים יותר.