Геотермальные и паротермальные электростанции

Вода закачивается насосом вглубь земной коры через нагнетательную скважину. Скважина должна быть достаточно глубокой, чтобы достичь пород земной коры, разогретых выше температуры кипения воды. Вода просачивается сквозь породу, нагревается и поднимается на поверхность через расположенную рядом эксплуатационную скважину. Из нее горячая вода поступает в испаритель, где частично превращается в пар. Неиспарившаяся вода из испарителя снова закачивается насосом вглубь земной коры.

Пар из испарителя приводит в движение паровую турбину, вращающую вал электрогенератора. Пройдя турбину, пар охлаждается в конденсаторе, снова превращаясь в жидкость, которая вновь закачивается вглубь Земли насосом вместе с не выпаренной в испарителе водой. Воду из конденсатора также можно использовать для питья и ирригации, так как она, по сути, является дистиллированной. Конденсатор нужно регулярно промывать и очищать от накапливающегося минерального осадка. Если вода, поступающая из эксплуатационной скважины, сильно минерализирована, промывать конденсатор нужно чаще.

В некоторых районах породы земной коры настолько раскалены, что вода испаряется уже в эксплуатационной скважине, на пути к поверхности. Этот пар можно сразу использовать в паровой турбине. Такая система не нуждается в испарителе и называется паротермальной.

Геотермальные электростанции бинарного цикла

В геотермальных электростанциях бинарного цикла вода закачивается вглубь Земли и поднимается к ее поверхности горячей, так же как и в обычных геотермальных электростанциях. Однако она поступает не в испаритель, а в теплообменник, где большинство ее тепловой энергии передается другой жидкости, называемой бинарной. Иногда в качестве бинарной жидкости используется вода, но чаще в этом качестве применяется легкоиспаряющаяся жидкость, напоминающая хладагент. Она легко превращается в пар при температуре ниже точки кипения воды. Этот процесс происходит в специальном низкотемпературном котле. Пар под давлением подается на паровую турбину, пройдя которую он снова охлаждается в конденсаторе, превращается в жидкость и поступает обратно в котел.

Бинарная жидкость циркулирует в замкнутой системе и не вступает в контакт с термальной водой, которую закачивают вглубь земной коры. В этой системе остается меньше минеральных осадков, чем при работе паротермальных электростанций, поскольку вода, прошедшая через разогретые породы земной коры, не достигает точки кипения.

Кроме того, электростанции бинарного цикла не производят выбросов в атмосферу. Такие электростанции способны эффективно функционировать даже в условиях, когда породы земной коры недостаточно раскалены для работы обычных геотермальных или паротермальных электростанций.