Файл: Информация об академической и проектной команде.pdf

ПРОЕКТ
Геотермальная энергетика
Таблица № 1 – Информация об академической и проектной команде
Название академической группы
НТТ(до)з-22-3 (ИДДО)
Ваши ФИО
Исаков Вячеслав Владимирович
Таблица № 2 – Шаблон проекта концепции
№
Содержание пункта
Ответ
БЛОК № 1 «Общая информация»
Возобновляемый источник энергии под названием геотермальная энергия - это получение электрической энергии за счет тепла которое находится внутри земли.
Максимальную экономическую выгоду можно извлечь в районах, где горячие воды приближены к поверхности земли, в районах активной вулканический деятельности с многочисленными гейзерами. В отличие от глубинных термальных вод, используемых по технологии геотермальных циркуляционных систем и расположенных по территории России неравномерно, приповерхностные геотермальные ресурсы рассредоточены практически повсеместно, в т.ч. по регионам, не имеющим местных источников ископаемого топлива.
Соответствующее оборудование- это геотермальные электрические станции.
«Усовершенствованная геотермальная система» (Enhanctd
Geothermal System, EGS)- геотермальная система нового
Кратко опишите выбранный поколения, которая вырабатывает тепло и
1
вами ВИЭ и соответствующее электроэнергию, используя трудноизвлекаемые выбранному ВИЭ оборудование геотермальные ресурсы, заключенные в сухих и непроницаемых породах,. Обычные геотермальные системы могут извлекать энергию только из пород, в которых тепловой энергии достаточно для извлечения теплового ресурса при помощи естественной циркуляции жидкой или газообразной компоненты. Однако большая часть геотермальной энергии, сокрыто в недрах нашей планеты, находясь в сухой и непроницаемой породе. Для ее извлечения применяют технологии EGS, сводящиеся в основном к бурению двух глубоких скважин
(нагнетательной и добывающей) и ударному воздействию на объем пород, лежащий между этими скважинами, с помощью методов гидроразрыва или взрывчатки, с целью повышения проницаемость и созданию таким образом искусственного
«геотермального коллектора», из которого уже можно извлечь энергию более простым, привычным и отработанным способом (например, закачкой воды в нагнетательную скважину).

2
Кратко опишите выбранную вами технологию Индустрии
4.0
Выбранная технология Индустрии 4.0. Аналитика на основе больших данных и искусственного интеллекта. «Индустрия 4.0» предполагает сбор больших данных из широкого спектра источников — от производственного оборудования и устройств Интернета вещей (IoT) до систем ERP и
CRM, а также погодных и дорожных приложений. Аналитические инструменты на базе искусственного интеллекта (ИИ) и машинного обучения применяются к данным в реальном времени, а полученная информация используется для принятия более точных решений и автоматизации во всех областях управления цепочкой поставок: планирование цепочки поставок, управление логистикой, производство, исследования и проектирование, управление активами предприятия (EAM) и закупки.
Интеллектуальные и экологичные предприятия применяют передовые технологии и лучшие практики в рамках гибких и интегрированных бизнес-процессов.SAP поможет вам организовать интеллектуальное и экологичное предприятие, предоставляя следующие возможности:
•
Используйте мощные технологии для сбора информации о настроениях клиентов, партнеров и сотрудников. Это поможет вам выявлять возможности, риски и тенденции.
•
Встраивайте ИИ и машинное обучение в свои бизнес-процессы
•
Применяйте инструменты, позволяющие понимать, что и почему происходит в компании
•
Организуйте гибкие цепочки создания ценности и применяйте лучшие практики отрасли для оценки и снижения воздействия вашей компании на окружающую среду
•
Внедряйте вертикальные отраслевые процессы в облачной среде для комплексного управления цепочкой создания ценности
Искусственный интеллект меняет характер взаимодействия людей с вашей компанией. Внедрение технологий ИИ от SAP в операционную деятельность вашего предприятия поможет улучшить постоянно используемые процессы как для сотрудников, так и для клиентов
3
Опишите выявленную вами проблему/-ы в выбранном ВИЭ и соответствующем оборудовании, которую/-ые вы предполагаете решить благодаря «технологическому усовершенствованию»
Развитие геотермальной энергетики существенно тормозится целым рядом проблем, присущих данной отрасли. В числе самых серьёзных препятствий — необходимость сложного процесса обратной закачки в водоносные горизонты отработанного теплоносителя
(воды), содержащего токсичные вещества — мышьяк, кадмий, цинк, свинец, бор. Это исключает возможность сброса такой воды в поверхностные слои. Кроме того, остро стоит проблема выброса сероводорода в атмосферу.
У геотермальных станций, помимо всего прочего, в

отличие от ТЭС и даже ГЭС, существует строгая привязка места строительства к определённым участкам в зависимости от геологии. Не следует сбрасывать со счетов и высокую минерализацию подземных вод, что со временем приводит к закупорке Для использования приповерхностных геотермальных ресурсов характерно фактическое отсутствие методического и нормативного обеспечения проектирования и строительства этих систем в почвенно-климатических условиях России, а также характерны повышенные единовременные капитальные вложения при сравнительно низких эксплуатационных издержках.
Самый старый и самый популярный на сегодняшний день метод получения электричества в промышленных масштабах — это вращение турбины генератора мощным потоком горячего пара от вскипевшей из-за принудительного разогрева воды. Если вдуматься, то и в угольной ТЭС, и в современной АЭС суть работы сводится к кипячению воды с той лишь разницей, что в
ТЭС для этого сжигается уголь, а в реакторе АЭС её кипятят нагревающиеся в результате управляемой цепной реакции
ТВЭЛы.
Чтобы обеспечить геотермальной электростанции приемлемые КПД и стоимость, нужна вода определённой температуры, находящаяся не глубже определённого уровня. Если вы захотите построить геотермальную электростанцию (скажем, на своём дачном участке), вам для начала придётся заняться бурением скважин до водоносных слоёв, где вода под огромным давлением разогревается до 150-200 °C и готова выйти на поверхность в виде перегретого кипятка или пара. Ну а далее, подобно электростанциям на ископаемом топливе, поступающий пар будет вращать турбину, которая приведёт в действие генератор, вырабатывающий электричество. Использовать естественное тепло планеты для получения пара — это и есть геотермальная энергетика.
4
Приведите обоснование значимости проблемы
Мировое потребление энергии неуклонно росло в течение последних десятилетий. Растущее население и повышение уровня жизни в развивающихся странах создадут еще больший спрос на энергетические ресурсы. Поскольку опасения по поводу уровней выбросов углекислого газа и их последствий возросли, альтернативные источники энергии начали набирать обороты.
Многие технологии были разработаны для использования чистых и возобновляемых источников энергии, таких как солнечная, ветровая или гидроэлектростанция, а также геотермальная энергия. Геотермальная энергия получается из тепла Земли, которое затем преобразуется в электричество. Внутреннее тепло Земли вырабатывается магмой, которая нагревается естественным радиоактивным распадом и может использоваться для отопления и охлаждения зданий. Геотермальные ресурсы, как правило, считаются экологически чистыми и устойчивыми

Технологии EGS используют различные методы для создания дополнительных путей потока внутри пород- коллекторов. В прошлых проектах EGS по всему миру использовались комбинации гидравлических, химических, термических и взрывных методов воздействия. Проекты EGS также включают в себя те, которые находятся на окраинах существующих гидротермальных геотермальных участков, где пробуренные скважины пересекают горячие, но непроницаемые породы-коллекторы, и для повышения проницаемости использовались методы стимуляции.
БЛОК 2 «Описание решения»
5
Опишите применение выбранной вами технологии
Индустрии 4.0 к выбранному вами оборудованию ВИЭ
Главная задача, стоящая сегодня перед конструкторами - интеграция сетевых коммуникаций в производственный процесс. Это позволит автономным роботам получить доступ к изменяющимся в реальном времени данным, своевременно анализировать актуальную информацию и корректировать процесс работы. Автономные системы способны не только работать как конвейеры, но и анализировать собственное состояние, заниматься саморемонтом и самосовершенствованием.
Концепция автономных роботов предполагает новый подход к производству, основанный на массовом внедрении информационных технологий в промышленность, масштабной автоматизации как бизнес, так и производственных процессов, а также на широком внедрении искусственного интеллекта. Здесь происходит не просто переосмысление принципа сборочной линии, но и активное создание сети машин, которые не только смогут производить товары с меньшим количеством ошибок и брака, но также будут способны автономно изменять производственные шаблоны как это необходимо, оставаясь при этом высоко эффективными.
Преимуществ следования такой концепции действительно много: начиная с повышения производительности, гибкости производства и готовности предприятия к новым вызовам рынка, заканчивая повышением безопасности сотрудников за счет использования роботов для опасных работ и многим другим.
6
Опишите как именно ваше применение решает выявленную/-ые вами проблему/-ы
Она возобновляема
Геотермальная энергия собирается посредством использования горячей воды и пара с поверхности земли.
Эта вода и пар известны, как гидротермальная энергия.
Геотермальная энергия считается безграничным источником. Ее тепло исходит из ядра земли 24 часа в день, 365 дней в году. Количество тепла, которое в настоящее время используется, ничтожно мало по сравнению с тем, которое содержится в недрах земли, поэтому при ее сборе практически невозможно оказать какое-либо существенное влияние на внутреннюю температуру планеты. Проще говоря, это неиссякаемый источник тепла. До тех пор, пока ядро планеты не станет холодным, можно с уверенностью говорить о том, что

геотермальная энергия является полностью возобновляемым источником.
Она удобна в применении
Несмотря на то, что легче всего найти геотермальную энергию возле действующих вулканов, на самом деле геотермальное тепло расположено практически повсюду.
Это лишь одна из причин, почему она удобна. Вот еще одна: эта энергия есть всегда, то есть ее выработка не зависит от таких факторов, как солнце или ветер для генерирования своей силы. Не менее важная причина ее удобства состоит в том, что данный тип энергии не нужно импортировать.
Чистые электростанции
Существует три основных типа электростанций, работающих на геотермальной энергии: электростанции сухого пара, пара-вспышки и бинарные. При этом станции обеспечивают максимальную производительность при минимальном воздействии на окружающую среду. Каждая из них использует различные, но связанные между собой энергетические турбины, которые, в свою очередь, вырабатывают электричество без выброса тонн токсинов в атмосферу.
Геотермальная энергия имеет множество сфер
применения
Вы можете быть удивлены, узнав, что фермеры и сельскохозяйственные работники были первыми, кто начал применять геотермальную энергию. Итальянские фермеры в течение нескольких сот лет использовали ее для нагрева воды под зимние культуры. Геотермальная энергия также используется для обогрева теплиц и увлажнения. Фермеры использовали ее для укрепления молочных пастеризаторов и для нагревания воды на рыбных фермах. В США уже более века геотермальная энергия обогревает большое количество домов, бассейнов во дворе и коммерческих зданий. Муниципалитеты используют ее для того, чтобы растопить лед на тротуарах и дорогах. Это сокращает количество снегоуборочной и шлифовальной техники, за счет чего экономятся деньги, и снижается потребление ископаемого топлива.
Гидроэнергетика используется уже около 2000 лет. Семь процентов электроэнергии США производится именно по этому методу. Она считается относительно чистым способом, когда речь идет о выбросах и парниковых газах, однако, все же у нее есть недостаток: гидроэлектростанции используют для выработки энергии водные ресурсы рек. Подобная переработка воды нарушает нерест рыбы, а также вредит флоре и фауне.
В отличие от ГЭС, геотермальные станции не вредят водным путям при производстве электроэнергии. Горячая вода и пар лежит ниже поверхности земли и обрабатывается в замкнутых областях. В закрытой геотермальной системе, вода «закачивается» в землю и используется снова позднее. Укрепленные колодцы предотвращают утечку воды, что делает производство

геотермальной энергии менее вредным для местных водных источников, а также для людей, растений и животных, живущих рядом.
БЛОК 3 «Описание эффектов»
7
Опишите потенциальные эффекты ( экономический, экологический, социальный, инженерно-
технический, культурный и т.д.)
7.1
Эффект 1 «Экономический»
Геотермальные тепловые насосы помогут решить проблему и сохранить деньги.
Геотермальные тепловые насосы – это теплодвигатели.
Зимой они собирают тепло и передают его холодным областям. Обратное происходит в летнее время. Они очень эффективны, снижают расходы, и, что не маловажно, не происходит никаких вредных выбросов в окружающую среду.
Геотермальная энергетика быстро становится приемлемой альтернативой на энергетической сцене. С 2005 по 2010 года данная индустрия показала значительный рост в размере 4,25 процента каждый год. Технологический прогресс способствует продвижению геотермальной энергии на новые высоты. Расширенные геотермальные системы (EGS) значительно увеличивают возможности фабрик и заводов. Эти системы используют сухие породы, находящиеся в глубине Земли для извлечения тепла.
7.2
Эффект 2 «Экологический»
Существует три основных типа электростанций, работающих на геотермальной энергии: электростанции сухого пара, пара-вспышки и бинарные. При этом станции обеспечивают максимальную производительность при минимальном воздействии на окружающую среду. Каждая из них использует различные, но связанные между собой энергетические турбины, которые, в свою очередь, вырабатывают электричество без выброса тонн токсинов в атмосферу..
В США, геотермальные станции должны соответствовать строгим местным, государственным и федеральным законам по защите дикой природы и окружающей среды.
Помимо прочего, геотермальные установки должны соответствовать местным нормам "шумового загрязнения". Таким образом, шум от вентиляторов является минимальным, и было отмечено, что уровень шума можно сопоставить с шелестом листьев ближайших деревьев. Геотермальные станции также разрабатываются с целью создания гармонии с окружающей средой, они не строятся на федерально охраняемых землях. В самом деле, станции часто выстраиваются на землях, которые уже много раз использовались сельским хозяйством или для отдыха.
7.3
Эффект 3 «Социальный»
Геотермальная энергия также используется для обогрева теплиц и увлажнения. Фермеры использовали ее для укрепления молочных пастеризаторов и для нагревания воды на рыбных фермах. В США уже более века