پروژه" انرژی ژئـوتــرمـال (زمین گرمایی) " یک تحقیق کامل و علمی برای رشته مکانیک (تمام گرایشها) میباشد که بطور کامل بحث ژئـوتــرمـال  را مورد کنکاش و جستجو قرار داده و مطالب سطح بالایی را در پروژه آورده است.این پروژه با ارزش در 4 فصل تنظیم شده و بطور کامل ویرایش شده و در قالب Word آماده تحویل میباشد.

پیشنهاد میکنیم برای اطمینان از کیفیت و سطح علمی پروژه ، نمونه رایگان آن را بصورت فایل PDF از لینک زیر دانلود کرده و پس از آشنایی کامل تر اقدام به خرید محصول فرمایید.

پیشگفتار

توجه به انواع انرژی غیر وارداتی و متفاوت از سوخت فسیلی نکته‌ای است که در بسیاری از کشورهای دنیا مبنای برنامه ریزی‌های بلند مدت قرار گرفته است. از سوی دیگر با افزایش بحران آلاینده‌های ناشی از سوختهای فسیلی ، توجه به فاکتورهای زیست محیطی توسط ارگانها و نهادهای بین المللی و نیز توجه برنامه ریزان به استفاده از انرژی تجدیدپذیر موجب گردیده تا امروزه به این مباحث با جدیت بیشتری پرداخته شود . انرژی زمین گرمایی نیزیکی از منابع انرژیهای تجدیدپذیر میباشد . اصطلاح زمین گرمایی ترجمه واژه Geothermal است که ریشه یونانی داشته و از کلمات Geo به معنای زمین و Therme به معنی حرارت تشکیل شده است. انرژی زمین گرمایی، انرژی موجود در عمق زمین است که از انرژی خورشیدی که در طول هزاران سال در داخل زمین ذخیره شده و همچنین فروپاشی یا زوال ایزوتوپ های اورانیوم رادیو اکتیویته،توریم و پتاسیم در طی سالیان درازدرعمق زمین نشات گرفته است که عمدتا در نواحی زلزله خیز و آتشفشانی جوان و صفحات تکتونیکی زمین متمرکز شده است . زمین منبع عظیمی از انرژی است بطوریکه حرارت در هسته آن بیش از 5000 درجه سانتیگراد می رسد حرارت زمین به طرق مختلف از جمله فوران آتشفشان – چشمه های ابگرم- ابفشانها- و گلفشانها در اثر کاهش چگالی زمین و خاصیت رسانایی از بخشهایی از زمین به سطح آن هدایت میشوند. درجه حرارت زمین با توجه به عمق آن به صورت غیر خطی زیاد میشود. (با تقریب خطی هر 100 متر 3 درجه سانتی گراد) انرژی حرارتی ذخیره شده در 11 کیلومتر فوقانی پوسته زمین معادل پنجاه هزار برابر کل انرژی به دست آمده از منابع نفت وگاز شناخته شده امروزجهان است. انرژی زمین گرمایی بر خلاف سایر انرژیهای تجدید پذیر محدود به فصل ، زمان وشرایط خاصی نبوده بدون وقفه قابل بهره برداری می باشد. همچنین قیمت تمام شده برق در نیروگاههای زمین گرمایی با برق تولیدی از سایر نیروگاههای متعارف( فسیلی ) قابل رقابت بوده و حتی از انواع دیگر انرژیهای نو بمراتب ارزانتر است.

 

فهرست مطالب

پیشگفتار ت‌

فصل اول، مقدمه

1-1 مقدمه. 2

1-1-1 خلاصه‌اي از تاريخچة انرژي ژئوترمال.. 2

1-1-2 وضعيت كنوني بهره‌برداري از منابع ژئوترمال.. 4

1-2 ماهيت منابع ژئوترمال.. 8

1-2-1 موتور حرارتي زمين.. 8

1-2-2 سيستمهاي ژئوترمال.. 13

1-3 تعريف و دسته‌بندي منابع ژئوترمال.. 16

1-4 اكتشاف... 18

1-4-1 اهداف اكتشاف... 18

1-4-2 روشهاي اكتشافي.. 19

1-4-3 برنامه‌ريزي اكتشافي.. 21

1-5 بهره‌برداري از منابع ژئوترمال.. 21

1-5-1 توليد برق.. 23

1-5-2 كاربردهاي مستقيم حرارتي.. 25

1-5-3 ملاحظات اقتصادي.. 29

1-6 تبعات زيست محيطي.. 30

1-6-1 منابع آلودگي.. 30

1-6-2 قواعد عمومي رفع معضلات زيست محيطي.. 33

1-7 نتايج.. 34

فصل دوم ، نيروگاه های ژئوترمال

1-2 واحدهاي نيروگاهي سرچاهي.. 37

2-2 مهمترين ويژگيهاي فني انواع واحدهاي نيروگاهي.. 38

1-2-2- توربين بخار خروجي – اتمسفري متداول.. 38

1-2-2-2- مصرف بخار39

1-2-2-2- مصرف بخار43

2-2-2-2- هزينه تمام شده ( شامل هزينه هاي ساخت، حمل و نصب تجهيزات )44

3-2-2- واحد نيروگاهي دو سياله. 45

1-3-2-2 مبدلهاي حرارتي سيكل دو سياله. 46

2-3-2-2-ميزان برق خالص توليدي.. 47

3-3-2-2- هزينه تمام شده ( شامل هزينه هاي ساخت،‌حمل و نصب تجهيزات )48

4-2-2 توربوآلترناتور دو فازي با جداسازي دوار49

1-4-2-2 آرايش تقدمي.. 50

2-4-2-2- آرايش تاخيري.. 54

3-4-2-2-هزينه تمام شده شامل ( هزينه هاي ساخت، حمل و نصب تجهيزات )55

3-2 ملاحظات اقتصادي مربوط به نيروگاههاي كوچك ژئوترمال.. 56

1-3-2 اقتصاد مقياس.... 56

2-1-3-2-پاسخگويي به روند رشد تقاضا56

3-1-3-2-ظرفيت ذخيره57

4-1-3-2 ذخيره چرخشي.. 58

5-1-3-2 ريسك (‌خطرپذيري)58

2-3-2 ضريب ظرفيت... 58

3-3-2 هزينه اجتناب شده59

4-3-2 ملاحظات اقتصادي مربوط به نيروگاههاي خروجي – اتمسفري و خروجي – كندانس.... 60

فصل سوم ، کاربرد ژئوترمال درگرمايش محيطي يا منطقه اي

1-3 مقدمه. 64

1-1-3 دسترسي به منابع ژئوترمال.. 64

2-1-3 بهره برداري از منابع دما – پايين ژئوترمال.. 65

2-3 ملاحظات مربوط به منبع.. 66

1-2-3- توسعه منبع.. 66

2-2-3 دماي سيال.. 66

3-2-3- نرخ جريان قابل دسترسي.. 67

4-2-3 شيمي سيالات... 68

5-2-3 فاصله از بازار پتانسيل مصرف... 70

3-3- احتياجات گرمايش ( يا سرمايش ) محيطي.. 71

1-3-3 آب و هوا71

2-3-3 جمعيت، نرخ تراكم جمعيت... 73

3-3-3- انواع ساختمان.. 73

4-3-3- جنبه هاي فني – اقتصادي.. 74

4-3 سيستم جمع آوري و انتقال آب داغ. 74

1-4-3 انواع سيستم هاي گرمايش منطقه اي.. 74

1-1-4-3 ژئوترمال فقط در سيستم اوليه. 74

2-1-4-3 استفاده مستقيم در منزل ( سيستم ثانويه )75

3-1-4-3- واحد تقويت كننده دما75

2-4-3 سيستم هاي لوله كشي.. 76

1-2-4-3 شاه لوله جمع آوري و خط لوله انتقال آب... 77

2-2-4-3 شبكه توزيع.. 78

3-2-4-3 خطوط لوله خانگي و سيستم هاي گرمايشي منازل.. 80

4-2-4-3- اتلاف حرارت از خط لوله. 81

5-3 انتخاب تجهيزات... 83

1-5-3- پمپهاي زير زميني.. 83

2-5-3-مخازن جدايش گاز84

3-5-3 مبدلهاي حرارتي.. 84

4-5-3- رادياتورها85

5-5-3 تجهيزات كنترلي.. 86

6-5-3 پمپهاي حرارتي.. 88

6-3 ملاحظات اقتصادي.. 89

1-6-3 هزينه حفاري.. 89

2-6-3 هزينه خط لوله. 89

3-6-3- هزينه هاي سرمايه گذاري اوليه. 90

4-6-3 هزينه هاي جاري.. 92

5-6-3 هزينه بهبود وارتقاء بازده حرارتي ساختمان.. 92

6-6-3 هزينه منابع انرژي حرارتي جايگزين.. 93

7-3 تعرفه ها94

1-7-3 تدابير و نحوه برآورد ميزان فروش.... 94

8-3 كاربردهاي آبشاري.. 96

9-3- ملاحظات زيست محيطي.. 97

1-9-3 آلودگي شيميايي.. 97

2-9-3 آلودگي حرارتي.. 98

3-9-3 ايراد خسارت به زمين ها و املاك... 98

فصل چهارم ، کاربرد ژئوترمال درسيستمهاي تهويهمطبوع و تبريد صنعتي

1-4 مقدمه. 101

2-4 تهويه مطبوع. 101

1-2-4 ماشينهاي سيكل بروميد ليتيم/آب... 101

2-2-4 عملكرد. 103

3-2-4 كاربرد نمونه. 106

4-2-4 هزينه هاي مربوط به تجهيزات سرمايشي تناژ – بالا. 107

5-2-4 تجهيزات سرمايشي تناژ – پايين.. 107

3-4 تبريد تجاري.. 110

1-3-4- ماشينهاي سيكل آب/آمونياک... 110

2-3-4 تحقيقات جاري در زمينه سيكلهاي جذبي.. 113

4-4 جنس مواد. 115

5-4 نتايج.. 116

فهرست منابع.. 118

پیوست ها119

پیوست الف - ترموديناميك سيكلها119

پیوست ب : فهرست سازندگان عمده127

 

فهرست شکل ها و جدول ها

 

شکل 1-1 : لایه های هم مرکز زمین.. 3

جدول 1-1: ظرفيت نصب شدة برق ژئوترمال در كشورهاي مستعد ژئوترمال در سالهاي 1983 و 1993 (MWe)5

جدول 1-2 : ظرفيت توليد برق ژئوترمال، نسبت به كل توليد برق در برخي از كشورهاي در حال توسعه (1990) (MW_e)6

جدول 1-3: مصارف غير برقي انرژي ژئوترمال در جهان ((MW_t7

شکل 2-1 : مقاطع عرضی شماتیک فراآیندهای تکنوتیک صفحه ای.. 12

شکل 3-1 : صفحات لیتوسفری و توزیع جهانی سیستمهای اصلی ژئوترمال.. 13

شکل 4-1 : شماتیک یک سیستم ژئوترمال ایده آل.. 14

شکل 5-1 : مدل یک سیستم آب داغ - ژئوترمال.. 15

جدول 1-4: دسته‌بندي منابع ژئوترمال (ºC)17

شکل 6-1 : نمودار لیندال.. 22

جدول 1-5: نگاهي اشاره وار به ميزان هزينه‌هاي نصب نيروگاههاي توربين بخار متداول (بدون احتساب هزينه چاهها)23

شکل 7-1 : منحنی رشد برای برخی محصولات کشاورزی.. 27

شکل 8-1 : تاثیر دما بر روی رشد یا تولید جانداران خوراکی.. 28

جدول 1-6: احتمال و شدت نسبي اثرات پتانسيل زيست محيطي پروژه‌هاي كاربرد مستقيم.. 31

شکل 1-2 : طرح ساده سیکل خروجی اتمسفری.. 39

شکل 2-2 : طرح ساده مینی توربینهای MPT-2L و Modular 5/10. 40

شکل 3-2 : منحنی های مصرف بخار توربین خروجی -اتمسفری.. 41

شکل 4-2 : طرح ساده سیکل خروجی - کندانس.... 43

شکل 5-2 : منحنی های مصرف بخار توربین خروجی - کندانس.... 44

شکل 6-2 : طرح ساده سیکل دو سیاله. 46

شکل 7-2 : پلان ایزومتریک توربین 2 فازی با جدا ساز دوار49

شکل 8-2 : آرایش تقدمی سیستم برای توربین دو فازی با توربین رایج خروجی - کندانس.... 51

شكل 9-2 :نسبت توان خالص توليدي سيستم دوفازي خروجي – كندانس با آرايش تقدمي به واحد ايده آل خروجي – كندانس با يك مرحله جدايش بخار بر حسب فشار دوفازي ورودي ( براي جريان جرمي ثابت )52

شكل 10-2 : عملكرد يك سيستم دوفازي تقدمي، رابا عملكرد يك سيستم خروجي – كندانس ايده آل با جدايش بخار تك – مرحله اي، بر حسب مقادير مختلفي از انتالپي سيال ورودي مقايسه مي كند.53

شكل 11-2 : هزینه سرمایه گذاری کلی برا توسعه ژئوترمال (1993)57

شکل 1-3 : خروجی چاه های پمپ دار در کشور ایسلند. 68

شکل 2-3 : برداشت در یک مخزن ژئوترمال با زمان.. 68

جدول 1-3: حداكثر سطوح غلظت مجاز در آبها براي كاربردهاي مختلف در مقايسه با مقادير متداول آنها در پسابهاي ژئوترمال 69

شکل 3-3 : افت حرارتی در خطوط لوله برای دمای محیط C⁰71

شکل 4-3 : منحنی تداوم دار72

شکل 5-3 : انواع اصلی سیستمهای گرمایش منطقه ای.. 76

شکل 6-3 : انواع خطوط مورد استفاده برای سیستمهای گرمایش منطقه ای ژئوترمال.. 78

شکل 7-3 : نمونه ای سیستمهای گرمایشی منازل.. 82

شکل 8-3 : تاثیر دمای آب بر روی سایز رادیاتورها86

شکل 1-4 : نمودار چیلر آبی دو پوسته ای برومید لیتیم.. 102

شکل 2-4 : ظرفیت یک چیلر جذبی برومید لیتیم.. 104

شکل 3-4 : هزينه هاي مربوط به تجهيزات سرمايشي تناژ – بالا. 107

شکل 4-4 : دوره بازگشت سرمایه برای تجهیزات سرمایش جذبی در مقیاس با تجهیزات رایج پشت بامی.. 109

شکل 5-4 : عملکرد تجهیزات جذبی تناژ - پایین.. 110

شکل 6-4 : دمای منبع مورد نیاز برای تجهیزات آمونیا111

شکل 7-4 : ضریب عملکرد تجهیزات جذبی آمونیا/آب در کاربردها تبریدی.. 112

شکل 8-4 : عملکرد سیکل باز – تولیدی تک و دو منظوره آمونیا /آب... 114

شکل 1 – الف : نمودار دما –آنتروپی فرآیند نمونه جدایش بخار ژئوترمال وافت حرارت قابل دسترس ایزنتروپیک 120

شکل 2 – الف : ویژگیهای سیکل آلی رنکین با سیال عامل R114N ‌در مقایسه با سیکل رنکین معادل سیال عامل آب 122

شکل 3 – الف : نمودار دما – توان حرحرتی برای تبادل حرارت با استفاده از آب یا R114 به عنوان سیال دوم 123

شکل 4 – الف : نمودار دما –آنتروپی برای سیستم توربین دوفازی با جداساز دوار125