Einführung
Doppel-Flash-Geothermiekraftwerke gehören zu den drei Haupttypen von Geothermiekraftwerken, die heute kommerziell betrieben werden; die anderen beiden Typen sind der Binärtyp und der Trockendampftyp. Geothermiekraftwerkstypen werden als erneuerbare Energieformen eingestuft und gehören zum Sektor der ‘grünen’ Energie.
Im Allgemeinen kann etwa 25-30% mehr Energie aus einem Geofluid gewonnen werden, wenn ein Doppel-Flash-System anstelle eines Einzel-Flash-Systems verwendet wird.
Prozess
Heißes Wasser (Geofluid) wird aus einem unterirdischen, wasserführenden Reservoir gefördert. Das Geofluid steigt durch den Produktionsbrunnen an die Oberfläche. Ein Produktionsbrunnenkopfventil kann verwendet werden, um den unterirdischen Teil des Systems vom oberirdischen Teil zu trennen.
Das heiße Geofluid befindet sich in flüssigem Zustand, wenn es die Oberfläche erreicht. Druckreduktionskammern werden eingesetzt, um den Druck des Geofluids zu verringern. Die Druckreduzierung führt dazu, dass ein Teil des Geofluids verdampft (‘abblitzt’). Eine Blitzkammer wird verwendet, um Hochdruckdampf zu erzeugen, während andere zur Erzeugung von Niederdruckdampf verwendet werden. Etwa 20% des Geofluids können zu Dampf geblitzt werden, während der Rest in das unterirdische Reservoir zurückgeführt wird.
Der erzeugte Dampf wird dann verwendet, um eine Dampfturbine und einen Generator anzutreiben, die auf einer gemeinsamen Welle verbunden sind. Sobald die nutzbare Arbeitsenergie aus dem Dampf extrahiert wurde, wird er als ‘Abdampf’ bezeichnet und muss kondensiert werden, damit er gepumpt werden kann. Es gibt verschiedene Optionen zur Handhabung des Abdampfs:
- Das Geofluid wird in ein Gewässer (Fluss oder Ozean) abgeleitet.
- Das Geofluid wird zurück in das unterirdische Reservoir gepumpt.
Aus verschiedenen Gründen, sowohl ökologischen als auch wirtschaftlichen, wird das Geofluid fast immer in das unterirdische Reservoir zurückgeführt.
Kühltürme werden verwendet, um den Abdampf zu kühlen und ihn zu Kondensat zu kondensieren, bevor er in das Reservoir zurückgeführt wird. Kühltürme sind fast immer vom axialen Zwangsbelüftungstyp.
Systemkomponenten
Dieses 3D-Modell zeigt alle Hauptkomponenten eines idealisierten Doppel-Flash-Geothermiekraftwerks, dazu gehören:
- Wasserführendes Reservoir
- Produktionsbrunnen
- Injektionsbrunnen
- Dampfturbine
- AC-Generator
- Kühlturm
Zusätzliche Ressourcen
https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/double-flash-system
https://www.energy.gov/eere/geothermal/electricity-generation
https://en.wikipedia.org/wiki/Binary_cycle