Доц. д-р инж. Йордан М. Йорданов
РЕЗЮМЕ
Обект на изследване в настоящата работа са хидротермалните резервоари в България от зоните на геотермалните аномалии. Те съдържат в себе си значителен енергиен ресурс, с възможности за приложение в различни сектори на националното стопанство. Предмет на изследване е конкретната енталпийна характеристика на хидротермалните води от природните резервоари, с оглед възможността за изграждане на електрогенериращи мощности като самостоятелни модули или в когенерационна схема. От съществена важност за избора на технология и ефективността на една ГТЕЦ е специфичната енталпия на топлоносителя. Като отчитаме неизбежната роля на техническия прогрес, в работата сме възприели за долен праг на този параметър 272 kJ/kg (65оС). На тази основа разграничаваме хидротермалните резервоари в България, като за целта прилагаме 7 степенна скала, построена върху нарастваща специфична енталпия. Към настоящия момент в България са картирани и описани изключително обширно множество изворни и сондажни водни обекти, от които 102 са официално регистрирани в Закона за водите (ЗВ) (Приложение 2). Разпределението на термалните обекти е твърде неравномерно, като най-голям дял имат хидротермалните резервоари с температура 25-50оС; следват тези с 51-75оС. Въз основа на наличните данни само в около 20 обекта природните резервоари съдържат пластова вода с надкритична енталпия (> 65°C; > 272 kJ/kg). Енталпийният профил на тези находища позволява термалните води да бъдат отнесени към най-ниските I и II клас на възприетата класификация. Множеството находища с подкритична енталпия (< 272,1 kJ/kg или < 65оС) не разкриват възможности за икономически ефективно изграждане на бинарни модули или когенерационни схеми. Тяхната стопанската употреба следва да се насочи към изграждане на отоплителни мощности чрез директна циркулация или чрез термопомпени инсталации в области като балнеология, селско стопанство, отопление на сграден фонд и др. Установените водни обекти от I клас (65 – 100оС), (общо 17) разкриват потенциал за изграждане на бинарни мощности, но тяхната икономическа жизненост изисква когенерационна схема. Съгласно принципите на термодинамиката, термален флуид с този енталпиен профил генерира електрическа мощност < 200 – 300 kW. Очакваното КПД на самостоятелна бинарна схема е диапазона 8 – 10%, но в комбинация с топлинна мощност ефективността може значително да се подобри. Термалните находища от II клас, 3 броя (100 – 150оС, 418 – 627 kJ/kg) също разкриват потенциал за бинарни модули, но по подобие на предходната група, няма съществена разлика в параметрите на топлоносителя, поради което единичен блок или няколко блока в паралел, са на границата за икономическа ефективност. Очакваната нетна електрическа мощност e 300 – 450 kW. Ефективността на подобна топлинна инсталация не превишава 10 – 12%. Въз основа на изложените данни е направен извод, че геотермалният ресурс от подземните резервоари в България разкрива потенциал за стопанска употреба, но в посока към области като балнеология, селско стопанство, отопление на сграден фонд и др.
КЛЮЧОВИ ДУМИ
енталпия, хидротермална енергия, природен резервоар, бинарна технология, геотермална централа
ЦЯЛАТА СТАТИЯ В PDF ФОРМАТ
РЕФЕРЕНЦИИ
1. Bojadgieva, K., H. Hristov, V.Hristov and A. Benderev. 2000. Status of geothermal energy in Bulgaria. Proceedings World Geothermal Congress 2000 Kyushu – Tohoku, Japan, May 28 – June 10, 2000.93-98.
2. Bojadgieva, K., H. Hristov, V. Hristov, A. Benderev and V. Toshev. 2005. Geothermal Update for Bulgaria (2000-2005). Proceedings World Geothermal Congress 2005 Antalya, Turkey, 24-29 April 2005. 1-11.
3. Bojadgieva,K., V. Hristov and A. Benderev. 2010. Aspects of Regional Geothermal Water Use in Bulgaria.Proceedings World Geothermal Congress 2010 Bali, Indonesia, 25-29 April 2010.1-7.
4. Bojadgieva, К., H.Hristov, A.Berova-Andonova, A.Benderev and V.Hristov.2015.Geothermal Update for Bulgaria (2010-2014). Proceedings World Geothermal Congress 2015. Melbourne, Australia, 19-25 April 2015
5. Domanski, I., M. Cappadona, O. Fuller and Z. Krix. 2015.Geothermal Power: Factors affecting the performance of Binary Plants. epress.lib.uts.edu.au/student-journals/index.php/PAMR
6. Ivanova Teneva-Georgieva, S. and A. Andreev. 2005.The Erma Reka Low-Enthalpy System (S-Bulgaria) – Geothermal Characteristics.Proceedings World Geothermal Congress 2005 Antalya, Turkey, 24-29 April 2005. 1-7.
7. Karytsas, C., E. Kontoleontos, D. Mendrinos. 2007.Project LOW-BIN “Efficient Low Temperature Geothermal Binary Power”.Proceedings European Geothermal Congress 2007 Unterhaching, Germany, 30 May-1 June 2007. 1-5.
8. Lee, К. С. 1996. Classification of the geothermal resources – an engineering approach. PROCEEDINGS, Twenty-First Workshop on Geothermal Reservoir Engineering Stanford University, Stanford, California, January 22-24, 1996 SGP-TR- 151.85-92.
9. Moon, H., S. J. Zarrouk. 2012. Efficiency of geothermal power plants: A worldwide review.New Zealand Geothermal Workshop 2012 Proceedings 19 – 21 November 2012 Auckland, New Zeala
10. Shterev, K., I. Zagorchev. 1996. Mineral waters and hydrogeothermal resources in Bulgaria; GeoJournal 40.4.
11. Subir K. Sanya. 2005.Classification of geothermal systems – a possible scheme. Proceedings, Thirtieth Workshop on Geothermal Reservoir Engineering Stanford University, Stanford, California, January 31-February 2, 2005 SGP-TR-176.
12. Top 10 Geothermal Countries 2020 – installed power generation capacity (MWe) | ThinkGeoEnergy – Geothermal Energy News Water – Enthalpy (H) and Entropy (S) vs. Temperature (engineeringtoolbox.com)
13. Борисова, А., Д. Попов. 2015. Технологични особености и параметри на малка бинарна ТЕЦ с нискотемпературен топлинен източник. Сп. Енергетика, 62-67.
14. Гълъбов, М. М., Н. Т. Стоянов. 2011. Термохидродинамика на геотермалните находища. С., Изд. “В. Недков”, 202 с.
15. Йорданов, Й. И. Костадинов. 2017. Българска геотермална електроенергия – мит или реалност. Сп. Минно дело и геология, 2-3,28-34.
16. Пенчев, П., В. Захариев, Б. Денева. 2003. Хидрогеология на Долнобанския термоводоносен басейн. Год. МГУ, т.46, св. 1, Геология и геофизика, 299-306.
17. Петров, П., Св. Мартинов, К. Лимонадов, Ю. Страка.1970. Хидрогеоложки проучвания на минералните води в България. Изд. Техника, София, 196 стр.
18. Стоянов, Н., 2015. Математически и филтрационен модел на термоминералното находище „Хасковски минерални бани“. год. МГУ, т.56, св. 1, Геология и геофизика, 184-191.
19. Стоянов, Н., С. Зейнелов. 2018. Математически филтрационен модел на термоминералното находище Красново (Южна България). Год. МГУ, Геол. и геофизика, св. 61,73-78.
20. Щерев, К. 1964. Минералните води в България. Н. и изкуство,172 стр.
21. Щерев, К. 2004. Перспективи и прегради в разработването на потенциала от минерални води и геотермална енергия в България. Сп. Водно дело, София, 2004 г
ФОНДОВИ МАТЕРИАЛИ
1. Добрева, Д., 1997. Хидротермални ресурси в Горнотракийския басейн.Архив ГИ БАН.
2. Петров, П. (ред.). 1998. Преоценка на ресурсите на геотермална енергия в България. Дог. 69/1998, С.,БАН.
3. Щерев, К. 2014. Възможности, условия и интереси за пълно разкриване на потенциала от минерална вода и геотермална енергия на хидрогеотермалното находище в гр. Стрелча. (Експертно-аналитично изследване)