Prozesse zur Erzeugung elektrischer Energie aus Geothermie Geothermie Prof. Manfred Koch re 2 re 2...

19
Prozesse zur Erzeugung elektrischer Energie aus Geothermie Geothermie Prof. Manfred Koch re re 2 2 WS 2007 Kalina Ivanova

Transcript of Prozesse zur Erzeugung elektrischer Energie aus Geothermie Geothermie Prof. Manfred Koch re 2 re 2...

Page 1: Prozesse zur Erzeugung elektrischer Energie aus Geothermie Geothermie Prof. Manfred Koch re 2 re 2 WS 2007 Kalina Ivanova.

Prozesse zur Erzeugung

elektrischer Energie aus Geothermie

Geothermie Prof Manfred Koch

rere2 2 WS 2007Kalina Ivanova

Inhalt

I Geothermische Kraftwerke mit direkter Nutzung des Fluides

- Direkte Nutzung des Dampfes- Single Flash Systeme- Double Flash Systeme

II Geothermische Kraftwerke mit indirekter Nutzung des Fluides

- Rankine-Prozess mit organischem Arbeitsmittel (Organic Rankine Cycle ORC)- Kalina-Kreislauf

III Geothermische Stromerzeugung mit Kombination der direkten und indirekten Nutzung des Thermalwassers

IV Fazit

Systeme der geothermischen Stromerzeugung

Direkte Nutzung des Dampfes

Flash Systeme

Kalina-Cycle

Organic Rankine Cycle (ORC)

offene Systeme

geschlossene Systeme

Geothermische Kraftwerke

Single

Double

Hybrid-Systeme

Direkte DampfnutzungDirekte Dampfnutzung

Geothermische Kraftwerke mit direkter Nutzung des Fluides

Heiszlig- und Trockendampfvorkommen mit Temperaturen uumlber 1500C

Single Flash SystemeSingle Flash Systeme

Geothermische Kraftwerke mit direkter Nutzung des Fluides

Heiszligwasserreservoiren (Zwei-Phasengemisch)

Double Flash SystemeDouble Flash Systeme

Geothermische Kraftwerke mit direkter Nutzung des Fluides

Geothermische Kraftwerke mit indirekter Nutzung des Fluides

BinBinaumlranlagenaumlranlagen

nicht ausreichende Temperatur undoder ausreichender Druck

hohe Mengen an nicht kondensierbaren Gasen

sehr aggressives Thermalfluid

im Temperaturbereich uumlber 80 degC

Organic Rankine Cycle (ORC)

Kalina-Prozess

Geothermische Kraftwerke mit indirekter Nutzung des Fluides

Organic Rankine Cycle (ORC)Organic Rankine Cycle (ORC)

Kalina-CycleKalina-Cycle

Geothermische Kraftwerke mit indirekter Nutzung des Fluides

Geothermische Stromerzeugung mit Kombination der direkten undindirekten Nutzung des Thermalwassers

Hybrid ProzessenHybrid Prozessen

Fazit

Reservoirtemperatur

Dampfgehalt und Druck

Gehalt an nicht kondensierbaren Gasen

Mineralisation

Wirtschaftlichkeit

Installierte Systeme in Abhaumlngigkeit der Thermal-Wassertemperatur

Anteile unterschiedlicher Technologien an der geothermischerzeugten elektrischen Leistung in den USA

Anteile an der Gesamtzahl der geothermischenStromerzeuger (Turbogeneratoren) in den USA

Organic Rankine Cycle (ORC)Organic Rankine Cycle (ORC)

bull Konventioneller DKP (Vergleichsprozess Clausius Rankine)

bull Organische Arbeitsmedien (AlkanePerfluorierte KW Toluol Siloxane )

bull Arbeitsmedium teilweise am Turbinenausgang noch uumlberhitzt

bull Sonderturbinenbau notwendig

bull Gutes Teillastverhalten

bull Zukuumlnftig auch Mischungen mit Temperaturgleitung (Silikonoumlle) dadurch nichtisothermer Phasenwechsel moumlglich

bull Relativ guumlnstig

Geothermische Kraftwerke mit indirekter Nutzung des Fluides

1048723Kalina-Cycle Kalina-Cycle

bull Verbesserung des DKP

bull Kreislaufmedium Arbeitsmittel-Loumlsungsmittelpaar (meist Ammoniak-Wasser)

bull Phasenwechsel nicht isotherm bessere Wirkungsgrade moumlglich

bull Verschiedene patentrechtlich geschuumltzte Kreislaumlufe vorhanden

bull Ammoniak-Dampf hat wasseraumlhnliche Eigenschaften hinsichtlich Molekulargewicht

bull Gutes Teillastverhalten durch variable Mischungsverhaumlltnisse

bull Relativ teuer

ZF

  • Slide 1
  • Slide 2
  • Slide 3
  • Slide 4
  • Slide 5
  • Slide 6
  • Slide 7
  • Slide 8
  • Slide 9
  • Slide 10
  • Slide 11
  • Slide 12
  • Anteile unterschiedlicher Technologien an der geothermisch erzeugten elektrischen Leistung in den USA
  • Anteile an der Gesamtzahl der geothermischen Stromerzeuger (Turbogeneratoren) in den USA
  • Slide 15
  • Slide 16
  • Slide 17
  • Slide 18
  • Slide 19
Page 2: Prozesse zur Erzeugung elektrischer Energie aus Geothermie Geothermie Prof. Manfred Koch re 2 re 2 WS 2007 Kalina Ivanova.

Inhalt

I Geothermische Kraftwerke mit direkter Nutzung des Fluides

- Direkte Nutzung des Dampfes- Single Flash Systeme- Double Flash Systeme

II Geothermische Kraftwerke mit indirekter Nutzung des Fluides

- Rankine-Prozess mit organischem Arbeitsmittel (Organic Rankine Cycle ORC)- Kalina-Kreislauf

III Geothermische Stromerzeugung mit Kombination der direkten und indirekten Nutzung des Thermalwassers

IV Fazit

Systeme der geothermischen Stromerzeugung

Direkte Nutzung des Dampfes

Flash Systeme

Kalina-Cycle

Organic Rankine Cycle (ORC)

offene Systeme

geschlossene Systeme

Geothermische Kraftwerke

Single

Double

Hybrid-Systeme

Direkte DampfnutzungDirekte Dampfnutzung

Geothermische Kraftwerke mit direkter Nutzung des Fluides

Heiszlig- und Trockendampfvorkommen mit Temperaturen uumlber 1500C

Single Flash SystemeSingle Flash Systeme

Geothermische Kraftwerke mit direkter Nutzung des Fluides

Heiszligwasserreservoiren (Zwei-Phasengemisch)

Double Flash SystemeDouble Flash Systeme

Geothermische Kraftwerke mit direkter Nutzung des Fluides

Geothermische Kraftwerke mit indirekter Nutzung des Fluides

BinBinaumlranlagenaumlranlagen

nicht ausreichende Temperatur undoder ausreichender Druck

hohe Mengen an nicht kondensierbaren Gasen

sehr aggressives Thermalfluid

im Temperaturbereich uumlber 80 degC

Organic Rankine Cycle (ORC)

Kalina-Prozess

Geothermische Kraftwerke mit indirekter Nutzung des Fluides

Organic Rankine Cycle (ORC)Organic Rankine Cycle (ORC)

Kalina-CycleKalina-Cycle

Geothermische Kraftwerke mit indirekter Nutzung des Fluides

Geothermische Stromerzeugung mit Kombination der direkten undindirekten Nutzung des Thermalwassers

Hybrid ProzessenHybrid Prozessen

Fazit

Reservoirtemperatur

Dampfgehalt und Druck

Gehalt an nicht kondensierbaren Gasen

Mineralisation

Wirtschaftlichkeit

Installierte Systeme in Abhaumlngigkeit der Thermal-Wassertemperatur

Anteile unterschiedlicher Technologien an der geothermischerzeugten elektrischen Leistung in den USA

Anteile an der Gesamtzahl der geothermischenStromerzeuger (Turbogeneratoren) in den USA

Organic Rankine Cycle (ORC)Organic Rankine Cycle (ORC)

bull Konventioneller DKP (Vergleichsprozess Clausius Rankine)

bull Organische Arbeitsmedien (AlkanePerfluorierte KW Toluol Siloxane )

bull Arbeitsmedium teilweise am Turbinenausgang noch uumlberhitzt

bull Sonderturbinenbau notwendig

bull Gutes Teillastverhalten

bull Zukuumlnftig auch Mischungen mit Temperaturgleitung (Silikonoumlle) dadurch nichtisothermer Phasenwechsel moumlglich

bull Relativ guumlnstig

Geothermische Kraftwerke mit indirekter Nutzung des Fluides

1048723Kalina-Cycle Kalina-Cycle

bull Verbesserung des DKP

bull Kreislaufmedium Arbeitsmittel-Loumlsungsmittelpaar (meist Ammoniak-Wasser)

bull Phasenwechsel nicht isotherm bessere Wirkungsgrade moumlglich

bull Verschiedene patentrechtlich geschuumltzte Kreislaumlufe vorhanden

bull Ammoniak-Dampf hat wasseraumlhnliche Eigenschaften hinsichtlich Molekulargewicht

bull Gutes Teillastverhalten durch variable Mischungsverhaumlltnisse

bull Relativ teuer

ZF

  • Slide 1
  • Slide 2
  • Slide 3
  • Slide 4
  • Slide 5
  • Slide 6
  • Slide 7
  • Slide 8
  • Slide 9
  • Slide 10
  • Slide 11
  • Slide 12
  • Anteile unterschiedlicher Technologien an der geothermisch erzeugten elektrischen Leistung in den USA
  • Anteile an der Gesamtzahl der geothermischen Stromerzeuger (Turbogeneratoren) in den USA
  • Slide 15
  • Slide 16
  • Slide 17
  • Slide 18
  • Slide 19
Page 3: Prozesse zur Erzeugung elektrischer Energie aus Geothermie Geothermie Prof. Manfred Koch re 2 re 2 WS 2007 Kalina Ivanova.

Systeme der geothermischen Stromerzeugung

Direkte Nutzung des Dampfes

Flash Systeme

Kalina-Cycle

Organic Rankine Cycle (ORC)

offene Systeme

geschlossene Systeme

Geothermische Kraftwerke

Single

Double

Hybrid-Systeme

Direkte DampfnutzungDirekte Dampfnutzung

Geothermische Kraftwerke mit direkter Nutzung des Fluides

Heiszlig- und Trockendampfvorkommen mit Temperaturen uumlber 1500C

Single Flash SystemeSingle Flash Systeme

Geothermische Kraftwerke mit direkter Nutzung des Fluides

Heiszligwasserreservoiren (Zwei-Phasengemisch)

Double Flash SystemeDouble Flash Systeme

Geothermische Kraftwerke mit direkter Nutzung des Fluides

Geothermische Kraftwerke mit indirekter Nutzung des Fluides

BinBinaumlranlagenaumlranlagen

nicht ausreichende Temperatur undoder ausreichender Druck

hohe Mengen an nicht kondensierbaren Gasen

sehr aggressives Thermalfluid

im Temperaturbereich uumlber 80 degC

Organic Rankine Cycle (ORC)

Kalina-Prozess

Geothermische Kraftwerke mit indirekter Nutzung des Fluides

Organic Rankine Cycle (ORC)Organic Rankine Cycle (ORC)

Kalina-CycleKalina-Cycle

Geothermische Kraftwerke mit indirekter Nutzung des Fluides

Geothermische Stromerzeugung mit Kombination der direkten undindirekten Nutzung des Thermalwassers

Hybrid ProzessenHybrid Prozessen

Fazit

Reservoirtemperatur

Dampfgehalt und Druck

Gehalt an nicht kondensierbaren Gasen

Mineralisation

Wirtschaftlichkeit

Installierte Systeme in Abhaumlngigkeit der Thermal-Wassertemperatur

Anteile unterschiedlicher Technologien an der geothermischerzeugten elektrischen Leistung in den USA

Anteile an der Gesamtzahl der geothermischenStromerzeuger (Turbogeneratoren) in den USA

Organic Rankine Cycle (ORC)Organic Rankine Cycle (ORC)

bull Konventioneller DKP (Vergleichsprozess Clausius Rankine)

bull Organische Arbeitsmedien (AlkanePerfluorierte KW Toluol Siloxane )

bull Arbeitsmedium teilweise am Turbinenausgang noch uumlberhitzt

bull Sonderturbinenbau notwendig

bull Gutes Teillastverhalten

bull Zukuumlnftig auch Mischungen mit Temperaturgleitung (Silikonoumlle) dadurch nichtisothermer Phasenwechsel moumlglich

bull Relativ guumlnstig

Geothermische Kraftwerke mit indirekter Nutzung des Fluides

1048723Kalina-Cycle Kalina-Cycle

bull Verbesserung des DKP

bull Kreislaufmedium Arbeitsmittel-Loumlsungsmittelpaar (meist Ammoniak-Wasser)

bull Phasenwechsel nicht isotherm bessere Wirkungsgrade moumlglich

bull Verschiedene patentrechtlich geschuumltzte Kreislaumlufe vorhanden

bull Ammoniak-Dampf hat wasseraumlhnliche Eigenschaften hinsichtlich Molekulargewicht

bull Gutes Teillastverhalten durch variable Mischungsverhaumlltnisse

bull Relativ teuer

ZF

  • Slide 1
  • Slide 2
  • Slide 3
  • Slide 4
  • Slide 5
  • Slide 6
  • Slide 7
  • Slide 8
  • Slide 9
  • Slide 10
  • Slide 11
  • Slide 12
  • Anteile unterschiedlicher Technologien an der geothermisch erzeugten elektrischen Leistung in den USA
  • Anteile an der Gesamtzahl der geothermischen Stromerzeuger (Turbogeneratoren) in den USA
  • Slide 15
  • Slide 16
  • Slide 17
  • Slide 18
  • Slide 19
Page 4: Prozesse zur Erzeugung elektrischer Energie aus Geothermie Geothermie Prof. Manfred Koch re 2 re 2 WS 2007 Kalina Ivanova.

Direkte DampfnutzungDirekte Dampfnutzung

Geothermische Kraftwerke mit direkter Nutzung des Fluides

Heiszlig- und Trockendampfvorkommen mit Temperaturen uumlber 1500C

Single Flash SystemeSingle Flash Systeme

Geothermische Kraftwerke mit direkter Nutzung des Fluides

Heiszligwasserreservoiren (Zwei-Phasengemisch)

Double Flash SystemeDouble Flash Systeme

Geothermische Kraftwerke mit direkter Nutzung des Fluides

Geothermische Kraftwerke mit indirekter Nutzung des Fluides

BinBinaumlranlagenaumlranlagen

nicht ausreichende Temperatur undoder ausreichender Druck

hohe Mengen an nicht kondensierbaren Gasen

sehr aggressives Thermalfluid

im Temperaturbereich uumlber 80 degC

Organic Rankine Cycle (ORC)

Kalina-Prozess

Geothermische Kraftwerke mit indirekter Nutzung des Fluides

Organic Rankine Cycle (ORC)Organic Rankine Cycle (ORC)

Kalina-CycleKalina-Cycle

Geothermische Kraftwerke mit indirekter Nutzung des Fluides

Geothermische Stromerzeugung mit Kombination der direkten undindirekten Nutzung des Thermalwassers

Hybrid ProzessenHybrid Prozessen

Fazit

Reservoirtemperatur

Dampfgehalt und Druck

Gehalt an nicht kondensierbaren Gasen

Mineralisation

Wirtschaftlichkeit

Installierte Systeme in Abhaumlngigkeit der Thermal-Wassertemperatur

Anteile unterschiedlicher Technologien an der geothermischerzeugten elektrischen Leistung in den USA

Anteile an der Gesamtzahl der geothermischenStromerzeuger (Turbogeneratoren) in den USA

Organic Rankine Cycle (ORC)Organic Rankine Cycle (ORC)

bull Konventioneller DKP (Vergleichsprozess Clausius Rankine)

bull Organische Arbeitsmedien (AlkanePerfluorierte KW Toluol Siloxane )

bull Arbeitsmedium teilweise am Turbinenausgang noch uumlberhitzt

bull Sonderturbinenbau notwendig

bull Gutes Teillastverhalten

bull Zukuumlnftig auch Mischungen mit Temperaturgleitung (Silikonoumlle) dadurch nichtisothermer Phasenwechsel moumlglich

bull Relativ guumlnstig

Geothermische Kraftwerke mit indirekter Nutzung des Fluides

1048723Kalina-Cycle Kalina-Cycle

bull Verbesserung des DKP

bull Kreislaufmedium Arbeitsmittel-Loumlsungsmittelpaar (meist Ammoniak-Wasser)

bull Phasenwechsel nicht isotherm bessere Wirkungsgrade moumlglich

bull Verschiedene patentrechtlich geschuumltzte Kreislaumlufe vorhanden

bull Ammoniak-Dampf hat wasseraumlhnliche Eigenschaften hinsichtlich Molekulargewicht

bull Gutes Teillastverhalten durch variable Mischungsverhaumlltnisse

bull Relativ teuer

ZF

  • Slide 1
  • Slide 2
  • Slide 3
  • Slide 4
  • Slide 5
  • Slide 6
  • Slide 7
  • Slide 8
  • Slide 9
  • Slide 10
  • Slide 11
  • Slide 12
  • Anteile unterschiedlicher Technologien an der geothermisch erzeugten elektrischen Leistung in den USA
  • Anteile an der Gesamtzahl der geothermischen Stromerzeuger (Turbogeneratoren) in den USA
  • Slide 15
  • Slide 16
  • Slide 17
  • Slide 18
  • Slide 19
Page 5: Prozesse zur Erzeugung elektrischer Energie aus Geothermie Geothermie Prof. Manfred Koch re 2 re 2 WS 2007 Kalina Ivanova.

Single Flash SystemeSingle Flash Systeme

Geothermische Kraftwerke mit direkter Nutzung des Fluides

Heiszligwasserreservoiren (Zwei-Phasengemisch)

Double Flash SystemeDouble Flash Systeme

Geothermische Kraftwerke mit direkter Nutzung des Fluides

Geothermische Kraftwerke mit indirekter Nutzung des Fluides

BinBinaumlranlagenaumlranlagen

nicht ausreichende Temperatur undoder ausreichender Druck

hohe Mengen an nicht kondensierbaren Gasen

sehr aggressives Thermalfluid

im Temperaturbereich uumlber 80 degC

Organic Rankine Cycle (ORC)

Kalina-Prozess

Geothermische Kraftwerke mit indirekter Nutzung des Fluides

Organic Rankine Cycle (ORC)Organic Rankine Cycle (ORC)

Kalina-CycleKalina-Cycle

Geothermische Kraftwerke mit indirekter Nutzung des Fluides

Geothermische Stromerzeugung mit Kombination der direkten undindirekten Nutzung des Thermalwassers

Hybrid ProzessenHybrid Prozessen

Fazit

Reservoirtemperatur

Dampfgehalt und Druck

Gehalt an nicht kondensierbaren Gasen

Mineralisation

Wirtschaftlichkeit

Installierte Systeme in Abhaumlngigkeit der Thermal-Wassertemperatur

Anteile unterschiedlicher Technologien an der geothermischerzeugten elektrischen Leistung in den USA

Anteile an der Gesamtzahl der geothermischenStromerzeuger (Turbogeneratoren) in den USA

Organic Rankine Cycle (ORC)Organic Rankine Cycle (ORC)

bull Konventioneller DKP (Vergleichsprozess Clausius Rankine)

bull Organische Arbeitsmedien (AlkanePerfluorierte KW Toluol Siloxane )

bull Arbeitsmedium teilweise am Turbinenausgang noch uumlberhitzt

bull Sonderturbinenbau notwendig

bull Gutes Teillastverhalten

bull Zukuumlnftig auch Mischungen mit Temperaturgleitung (Silikonoumlle) dadurch nichtisothermer Phasenwechsel moumlglich

bull Relativ guumlnstig

Geothermische Kraftwerke mit indirekter Nutzung des Fluides

1048723Kalina-Cycle Kalina-Cycle

bull Verbesserung des DKP

bull Kreislaufmedium Arbeitsmittel-Loumlsungsmittelpaar (meist Ammoniak-Wasser)

bull Phasenwechsel nicht isotherm bessere Wirkungsgrade moumlglich

bull Verschiedene patentrechtlich geschuumltzte Kreislaumlufe vorhanden

bull Ammoniak-Dampf hat wasseraumlhnliche Eigenschaften hinsichtlich Molekulargewicht

bull Gutes Teillastverhalten durch variable Mischungsverhaumlltnisse

bull Relativ teuer

ZF

  • Slide 1
  • Slide 2
  • Slide 3
  • Slide 4
  • Slide 5
  • Slide 6
  • Slide 7
  • Slide 8
  • Slide 9
  • Slide 10
  • Slide 11
  • Slide 12
  • Anteile unterschiedlicher Technologien an der geothermisch erzeugten elektrischen Leistung in den USA
  • Anteile an der Gesamtzahl der geothermischen Stromerzeuger (Turbogeneratoren) in den USA
  • Slide 15
  • Slide 16
  • Slide 17
  • Slide 18
  • Slide 19
Page 6: Prozesse zur Erzeugung elektrischer Energie aus Geothermie Geothermie Prof. Manfred Koch re 2 re 2 WS 2007 Kalina Ivanova.

Double Flash SystemeDouble Flash Systeme

Geothermische Kraftwerke mit direkter Nutzung des Fluides

Geothermische Kraftwerke mit indirekter Nutzung des Fluides

BinBinaumlranlagenaumlranlagen

nicht ausreichende Temperatur undoder ausreichender Druck

hohe Mengen an nicht kondensierbaren Gasen

sehr aggressives Thermalfluid

im Temperaturbereich uumlber 80 degC

Organic Rankine Cycle (ORC)

Kalina-Prozess

Geothermische Kraftwerke mit indirekter Nutzung des Fluides

Organic Rankine Cycle (ORC)Organic Rankine Cycle (ORC)

Kalina-CycleKalina-Cycle

Geothermische Kraftwerke mit indirekter Nutzung des Fluides

Geothermische Stromerzeugung mit Kombination der direkten undindirekten Nutzung des Thermalwassers

Hybrid ProzessenHybrid Prozessen

Fazit

Reservoirtemperatur

Dampfgehalt und Druck

Gehalt an nicht kondensierbaren Gasen

Mineralisation

Wirtschaftlichkeit

Installierte Systeme in Abhaumlngigkeit der Thermal-Wassertemperatur

Anteile unterschiedlicher Technologien an der geothermischerzeugten elektrischen Leistung in den USA

Anteile an der Gesamtzahl der geothermischenStromerzeuger (Turbogeneratoren) in den USA

Organic Rankine Cycle (ORC)Organic Rankine Cycle (ORC)

bull Konventioneller DKP (Vergleichsprozess Clausius Rankine)

bull Organische Arbeitsmedien (AlkanePerfluorierte KW Toluol Siloxane )

bull Arbeitsmedium teilweise am Turbinenausgang noch uumlberhitzt

bull Sonderturbinenbau notwendig

bull Gutes Teillastverhalten

bull Zukuumlnftig auch Mischungen mit Temperaturgleitung (Silikonoumlle) dadurch nichtisothermer Phasenwechsel moumlglich

bull Relativ guumlnstig

Geothermische Kraftwerke mit indirekter Nutzung des Fluides

1048723Kalina-Cycle Kalina-Cycle

bull Verbesserung des DKP

bull Kreislaufmedium Arbeitsmittel-Loumlsungsmittelpaar (meist Ammoniak-Wasser)

bull Phasenwechsel nicht isotherm bessere Wirkungsgrade moumlglich

bull Verschiedene patentrechtlich geschuumltzte Kreislaumlufe vorhanden

bull Ammoniak-Dampf hat wasseraumlhnliche Eigenschaften hinsichtlich Molekulargewicht

bull Gutes Teillastverhalten durch variable Mischungsverhaumlltnisse

bull Relativ teuer

ZF

  • Slide 1
  • Slide 2
  • Slide 3
  • Slide 4
  • Slide 5
  • Slide 6
  • Slide 7
  • Slide 8
  • Slide 9
  • Slide 10
  • Slide 11
  • Slide 12
  • Anteile unterschiedlicher Technologien an der geothermisch erzeugten elektrischen Leistung in den USA
  • Anteile an der Gesamtzahl der geothermischen Stromerzeuger (Turbogeneratoren) in den USA
  • Slide 15
  • Slide 16
  • Slide 17
  • Slide 18
  • Slide 19
Page 7: Prozesse zur Erzeugung elektrischer Energie aus Geothermie Geothermie Prof. Manfred Koch re 2 re 2 WS 2007 Kalina Ivanova.

Geothermische Kraftwerke mit indirekter Nutzung des Fluides

BinBinaumlranlagenaumlranlagen

nicht ausreichende Temperatur undoder ausreichender Druck

hohe Mengen an nicht kondensierbaren Gasen

sehr aggressives Thermalfluid

im Temperaturbereich uumlber 80 degC

Organic Rankine Cycle (ORC)

Kalina-Prozess

Geothermische Kraftwerke mit indirekter Nutzung des Fluides

Organic Rankine Cycle (ORC)Organic Rankine Cycle (ORC)

Kalina-CycleKalina-Cycle

Geothermische Kraftwerke mit indirekter Nutzung des Fluides

Geothermische Stromerzeugung mit Kombination der direkten undindirekten Nutzung des Thermalwassers

Hybrid ProzessenHybrid Prozessen

Fazit

Reservoirtemperatur

Dampfgehalt und Druck

Gehalt an nicht kondensierbaren Gasen

Mineralisation

Wirtschaftlichkeit

Installierte Systeme in Abhaumlngigkeit der Thermal-Wassertemperatur

Anteile unterschiedlicher Technologien an der geothermischerzeugten elektrischen Leistung in den USA

Anteile an der Gesamtzahl der geothermischenStromerzeuger (Turbogeneratoren) in den USA

Organic Rankine Cycle (ORC)Organic Rankine Cycle (ORC)

bull Konventioneller DKP (Vergleichsprozess Clausius Rankine)

bull Organische Arbeitsmedien (AlkanePerfluorierte KW Toluol Siloxane )

bull Arbeitsmedium teilweise am Turbinenausgang noch uumlberhitzt

bull Sonderturbinenbau notwendig

bull Gutes Teillastverhalten

bull Zukuumlnftig auch Mischungen mit Temperaturgleitung (Silikonoumlle) dadurch nichtisothermer Phasenwechsel moumlglich

bull Relativ guumlnstig

Geothermische Kraftwerke mit indirekter Nutzung des Fluides

1048723Kalina-Cycle Kalina-Cycle

bull Verbesserung des DKP

bull Kreislaufmedium Arbeitsmittel-Loumlsungsmittelpaar (meist Ammoniak-Wasser)

bull Phasenwechsel nicht isotherm bessere Wirkungsgrade moumlglich

bull Verschiedene patentrechtlich geschuumltzte Kreislaumlufe vorhanden

bull Ammoniak-Dampf hat wasseraumlhnliche Eigenschaften hinsichtlich Molekulargewicht

bull Gutes Teillastverhalten durch variable Mischungsverhaumlltnisse

bull Relativ teuer

ZF

  • Slide 1
  • Slide 2
  • Slide 3
  • Slide 4
  • Slide 5
  • Slide 6
  • Slide 7
  • Slide 8
  • Slide 9
  • Slide 10
  • Slide 11
  • Slide 12
  • Anteile unterschiedlicher Technologien an der geothermisch erzeugten elektrischen Leistung in den USA
  • Anteile an der Gesamtzahl der geothermischen Stromerzeuger (Turbogeneratoren) in den USA
  • Slide 15
  • Slide 16
  • Slide 17
  • Slide 18
  • Slide 19
Page 8: Prozesse zur Erzeugung elektrischer Energie aus Geothermie Geothermie Prof. Manfred Koch re 2 re 2 WS 2007 Kalina Ivanova.

Geothermische Kraftwerke mit indirekter Nutzung des Fluides

Organic Rankine Cycle (ORC)Organic Rankine Cycle (ORC)

Kalina-CycleKalina-Cycle

Geothermische Kraftwerke mit indirekter Nutzung des Fluides

Geothermische Stromerzeugung mit Kombination der direkten undindirekten Nutzung des Thermalwassers

Hybrid ProzessenHybrid Prozessen

Fazit

Reservoirtemperatur

Dampfgehalt und Druck

Gehalt an nicht kondensierbaren Gasen

Mineralisation

Wirtschaftlichkeit

Installierte Systeme in Abhaumlngigkeit der Thermal-Wassertemperatur

Anteile unterschiedlicher Technologien an der geothermischerzeugten elektrischen Leistung in den USA

Anteile an der Gesamtzahl der geothermischenStromerzeuger (Turbogeneratoren) in den USA

Organic Rankine Cycle (ORC)Organic Rankine Cycle (ORC)

bull Konventioneller DKP (Vergleichsprozess Clausius Rankine)

bull Organische Arbeitsmedien (AlkanePerfluorierte KW Toluol Siloxane )

bull Arbeitsmedium teilweise am Turbinenausgang noch uumlberhitzt

bull Sonderturbinenbau notwendig

bull Gutes Teillastverhalten

bull Zukuumlnftig auch Mischungen mit Temperaturgleitung (Silikonoumlle) dadurch nichtisothermer Phasenwechsel moumlglich

bull Relativ guumlnstig

Geothermische Kraftwerke mit indirekter Nutzung des Fluides

1048723Kalina-Cycle Kalina-Cycle

bull Verbesserung des DKP

bull Kreislaufmedium Arbeitsmittel-Loumlsungsmittelpaar (meist Ammoniak-Wasser)

bull Phasenwechsel nicht isotherm bessere Wirkungsgrade moumlglich

bull Verschiedene patentrechtlich geschuumltzte Kreislaumlufe vorhanden

bull Ammoniak-Dampf hat wasseraumlhnliche Eigenschaften hinsichtlich Molekulargewicht

bull Gutes Teillastverhalten durch variable Mischungsverhaumlltnisse

bull Relativ teuer

ZF

  • Slide 1
  • Slide 2
  • Slide 3
  • Slide 4
  • Slide 5
  • Slide 6
  • Slide 7
  • Slide 8
  • Slide 9
  • Slide 10
  • Slide 11
  • Slide 12
  • Anteile unterschiedlicher Technologien an der geothermisch erzeugten elektrischen Leistung in den USA
  • Anteile an der Gesamtzahl der geothermischen Stromerzeuger (Turbogeneratoren) in den USA
  • Slide 15
  • Slide 16
  • Slide 17
  • Slide 18
  • Slide 19
Page 9: Prozesse zur Erzeugung elektrischer Energie aus Geothermie Geothermie Prof. Manfred Koch re 2 re 2 WS 2007 Kalina Ivanova.

Kalina-CycleKalina-Cycle

Geothermische Kraftwerke mit indirekter Nutzung des Fluides

Geothermische Stromerzeugung mit Kombination der direkten undindirekten Nutzung des Thermalwassers

Hybrid ProzessenHybrid Prozessen

Fazit

Reservoirtemperatur

Dampfgehalt und Druck

Gehalt an nicht kondensierbaren Gasen

Mineralisation

Wirtschaftlichkeit

Installierte Systeme in Abhaumlngigkeit der Thermal-Wassertemperatur

Anteile unterschiedlicher Technologien an der geothermischerzeugten elektrischen Leistung in den USA

Anteile an der Gesamtzahl der geothermischenStromerzeuger (Turbogeneratoren) in den USA

Organic Rankine Cycle (ORC)Organic Rankine Cycle (ORC)

bull Konventioneller DKP (Vergleichsprozess Clausius Rankine)

bull Organische Arbeitsmedien (AlkanePerfluorierte KW Toluol Siloxane )

bull Arbeitsmedium teilweise am Turbinenausgang noch uumlberhitzt

bull Sonderturbinenbau notwendig

bull Gutes Teillastverhalten

bull Zukuumlnftig auch Mischungen mit Temperaturgleitung (Silikonoumlle) dadurch nichtisothermer Phasenwechsel moumlglich

bull Relativ guumlnstig

Geothermische Kraftwerke mit indirekter Nutzung des Fluides

1048723Kalina-Cycle Kalina-Cycle

bull Verbesserung des DKP

bull Kreislaufmedium Arbeitsmittel-Loumlsungsmittelpaar (meist Ammoniak-Wasser)

bull Phasenwechsel nicht isotherm bessere Wirkungsgrade moumlglich

bull Verschiedene patentrechtlich geschuumltzte Kreislaumlufe vorhanden

bull Ammoniak-Dampf hat wasseraumlhnliche Eigenschaften hinsichtlich Molekulargewicht

bull Gutes Teillastverhalten durch variable Mischungsverhaumlltnisse

bull Relativ teuer

ZF

  • Slide 1
  • Slide 2
  • Slide 3
  • Slide 4
  • Slide 5
  • Slide 6
  • Slide 7
  • Slide 8
  • Slide 9
  • Slide 10
  • Slide 11
  • Slide 12
  • Anteile unterschiedlicher Technologien an der geothermisch erzeugten elektrischen Leistung in den USA
  • Anteile an der Gesamtzahl der geothermischen Stromerzeuger (Turbogeneratoren) in den USA
  • Slide 15
  • Slide 16
  • Slide 17
  • Slide 18
  • Slide 19
Page 10: Prozesse zur Erzeugung elektrischer Energie aus Geothermie Geothermie Prof. Manfred Koch re 2 re 2 WS 2007 Kalina Ivanova.

Geothermische Stromerzeugung mit Kombination der direkten undindirekten Nutzung des Thermalwassers

Hybrid ProzessenHybrid Prozessen

Fazit

Reservoirtemperatur

Dampfgehalt und Druck

Gehalt an nicht kondensierbaren Gasen

Mineralisation

Wirtschaftlichkeit

Installierte Systeme in Abhaumlngigkeit der Thermal-Wassertemperatur

Anteile unterschiedlicher Technologien an der geothermischerzeugten elektrischen Leistung in den USA

Anteile an der Gesamtzahl der geothermischenStromerzeuger (Turbogeneratoren) in den USA

Organic Rankine Cycle (ORC)Organic Rankine Cycle (ORC)

bull Konventioneller DKP (Vergleichsprozess Clausius Rankine)

bull Organische Arbeitsmedien (AlkanePerfluorierte KW Toluol Siloxane )

bull Arbeitsmedium teilweise am Turbinenausgang noch uumlberhitzt

bull Sonderturbinenbau notwendig

bull Gutes Teillastverhalten

bull Zukuumlnftig auch Mischungen mit Temperaturgleitung (Silikonoumlle) dadurch nichtisothermer Phasenwechsel moumlglich

bull Relativ guumlnstig

Geothermische Kraftwerke mit indirekter Nutzung des Fluides

1048723Kalina-Cycle Kalina-Cycle

bull Verbesserung des DKP

bull Kreislaufmedium Arbeitsmittel-Loumlsungsmittelpaar (meist Ammoniak-Wasser)

bull Phasenwechsel nicht isotherm bessere Wirkungsgrade moumlglich

bull Verschiedene patentrechtlich geschuumltzte Kreislaumlufe vorhanden

bull Ammoniak-Dampf hat wasseraumlhnliche Eigenschaften hinsichtlich Molekulargewicht

bull Gutes Teillastverhalten durch variable Mischungsverhaumlltnisse

bull Relativ teuer

ZF

  • Slide 1
  • Slide 2
  • Slide 3
  • Slide 4
  • Slide 5
  • Slide 6
  • Slide 7
  • Slide 8
  • Slide 9
  • Slide 10
  • Slide 11
  • Slide 12
  • Anteile unterschiedlicher Technologien an der geothermisch erzeugten elektrischen Leistung in den USA
  • Anteile an der Gesamtzahl der geothermischen Stromerzeuger (Turbogeneratoren) in den USA
  • Slide 15
  • Slide 16
  • Slide 17
  • Slide 18
  • Slide 19
Page 11: Prozesse zur Erzeugung elektrischer Energie aus Geothermie Geothermie Prof. Manfred Koch re 2 re 2 WS 2007 Kalina Ivanova.

Fazit

Reservoirtemperatur

Dampfgehalt und Druck

Gehalt an nicht kondensierbaren Gasen

Mineralisation

Wirtschaftlichkeit

Installierte Systeme in Abhaumlngigkeit der Thermal-Wassertemperatur

Anteile unterschiedlicher Technologien an der geothermischerzeugten elektrischen Leistung in den USA

Anteile an der Gesamtzahl der geothermischenStromerzeuger (Turbogeneratoren) in den USA

Organic Rankine Cycle (ORC)Organic Rankine Cycle (ORC)

bull Konventioneller DKP (Vergleichsprozess Clausius Rankine)

bull Organische Arbeitsmedien (AlkanePerfluorierte KW Toluol Siloxane )

bull Arbeitsmedium teilweise am Turbinenausgang noch uumlberhitzt

bull Sonderturbinenbau notwendig

bull Gutes Teillastverhalten

bull Zukuumlnftig auch Mischungen mit Temperaturgleitung (Silikonoumlle) dadurch nichtisothermer Phasenwechsel moumlglich

bull Relativ guumlnstig

Geothermische Kraftwerke mit indirekter Nutzung des Fluides

1048723Kalina-Cycle Kalina-Cycle

bull Verbesserung des DKP

bull Kreislaufmedium Arbeitsmittel-Loumlsungsmittelpaar (meist Ammoniak-Wasser)

bull Phasenwechsel nicht isotherm bessere Wirkungsgrade moumlglich

bull Verschiedene patentrechtlich geschuumltzte Kreislaumlufe vorhanden

bull Ammoniak-Dampf hat wasseraumlhnliche Eigenschaften hinsichtlich Molekulargewicht

bull Gutes Teillastverhalten durch variable Mischungsverhaumlltnisse

bull Relativ teuer

ZF

  • Slide 1
  • Slide 2
  • Slide 3
  • Slide 4
  • Slide 5
  • Slide 6
  • Slide 7
  • Slide 8
  • Slide 9
  • Slide 10
  • Slide 11
  • Slide 12
  • Anteile unterschiedlicher Technologien an der geothermisch erzeugten elektrischen Leistung in den USA
  • Anteile an der Gesamtzahl der geothermischen Stromerzeuger (Turbogeneratoren) in den USA
  • Slide 15
  • Slide 16
  • Slide 17
  • Slide 18
  • Slide 19
Page 12: Prozesse zur Erzeugung elektrischer Energie aus Geothermie Geothermie Prof. Manfred Koch re 2 re 2 WS 2007 Kalina Ivanova.

Installierte Systeme in Abhaumlngigkeit der Thermal-Wassertemperatur

Anteile unterschiedlicher Technologien an der geothermischerzeugten elektrischen Leistung in den USA

Anteile an der Gesamtzahl der geothermischenStromerzeuger (Turbogeneratoren) in den USA

Organic Rankine Cycle (ORC)Organic Rankine Cycle (ORC)

bull Konventioneller DKP (Vergleichsprozess Clausius Rankine)

bull Organische Arbeitsmedien (AlkanePerfluorierte KW Toluol Siloxane )

bull Arbeitsmedium teilweise am Turbinenausgang noch uumlberhitzt

bull Sonderturbinenbau notwendig

bull Gutes Teillastverhalten

bull Zukuumlnftig auch Mischungen mit Temperaturgleitung (Silikonoumlle) dadurch nichtisothermer Phasenwechsel moumlglich

bull Relativ guumlnstig

Geothermische Kraftwerke mit indirekter Nutzung des Fluides

1048723Kalina-Cycle Kalina-Cycle

bull Verbesserung des DKP

bull Kreislaufmedium Arbeitsmittel-Loumlsungsmittelpaar (meist Ammoniak-Wasser)

bull Phasenwechsel nicht isotherm bessere Wirkungsgrade moumlglich

bull Verschiedene patentrechtlich geschuumltzte Kreislaumlufe vorhanden

bull Ammoniak-Dampf hat wasseraumlhnliche Eigenschaften hinsichtlich Molekulargewicht

bull Gutes Teillastverhalten durch variable Mischungsverhaumlltnisse

bull Relativ teuer

ZF

  • Slide 1
  • Slide 2
  • Slide 3
  • Slide 4
  • Slide 5
  • Slide 6
  • Slide 7
  • Slide 8
  • Slide 9
  • Slide 10
  • Slide 11
  • Slide 12
  • Anteile unterschiedlicher Technologien an der geothermisch erzeugten elektrischen Leistung in den USA
  • Anteile an der Gesamtzahl der geothermischen Stromerzeuger (Turbogeneratoren) in den USA
  • Slide 15
  • Slide 16
  • Slide 17
  • Slide 18
  • Slide 19
Page 13: Prozesse zur Erzeugung elektrischer Energie aus Geothermie Geothermie Prof. Manfred Koch re 2 re 2 WS 2007 Kalina Ivanova.

Anteile unterschiedlicher Technologien an der geothermischerzeugten elektrischen Leistung in den USA

Anteile an der Gesamtzahl der geothermischenStromerzeuger (Turbogeneratoren) in den USA

Organic Rankine Cycle (ORC)Organic Rankine Cycle (ORC)

bull Konventioneller DKP (Vergleichsprozess Clausius Rankine)

bull Organische Arbeitsmedien (AlkanePerfluorierte KW Toluol Siloxane )

bull Arbeitsmedium teilweise am Turbinenausgang noch uumlberhitzt

bull Sonderturbinenbau notwendig

bull Gutes Teillastverhalten

bull Zukuumlnftig auch Mischungen mit Temperaturgleitung (Silikonoumlle) dadurch nichtisothermer Phasenwechsel moumlglich

bull Relativ guumlnstig

Geothermische Kraftwerke mit indirekter Nutzung des Fluides

1048723Kalina-Cycle Kalina-Cycle

bull Verbesserung des DKP

bull Kreislaufmedium Arbeitsmittel-Loumlsungsmittelpaar (meist Ammoniak-Wasser)

bull Phasenwechsel nicht isotherm bessere Wirkungsgrade moumlglich

bull Verschiedene patentrechtlich geschuumltzte Kreislaumlufe vorhanden

bull Ammoniak-Dampf hat wasseraumlhnliche Eigenschaften hinsichtlich Molekulargewicht

bull Gutes Teillastverhalten durch variable Mischungsverhaumlltnisse

bull Relativ teuer

ZF

  • Slide 1
  • Slide 2
  • Slide 3
  • Slide 4
  • Slide 5
  • Slide 6
  • Slide 7
  • Slide 8
  • Slide 9
  • Slide 10
  • Slide 11
  • Slide 12
  • Anteile unterschiedlicher Technologien an der geothermisch erzeugten elektrischen Leistung in den USA
  • Anteile an der Gesamtzahl der geothermischen Stromerzeuger (Turbogeneratoren) in den USA
  • Slide 15
  • Slide 16
  • Slide 17
  • Slide 18
  • Slide 19
Page 14: Prozesse zur Erzeugung elektrischer Energie aus Geothermie Geothermie Prof. Manfred Koch re 2 re 2 WS 2007 Kalina Ivanova.

Anteile an der Gesamtzahl der geothermischenStromerzeuger (Turbogeneratoren) in den USA

Organic Rankine Cycle (ORC)Organic Rankine Cycle (ORC)

bull Konventioneller DKP (Vergleichsprozess Clausius Rankine)

bull Organische Arbeitsmedien (AlkanePerfluorierte KW Toluol Siloxane )

bull Arbeitsmedium teilweise am Turbinenausgang noch uumlberhitzt

bull Sonderturbinenbau notwendig

bull Gutes Teillastverhalten

bull Zukuumlnftig auch Mischungen mit Temperaturgleitung (Silikonoumlle) dadurch nichtisothermer Phasenwechsel moumlglich

bull Relativ guumlnstig

Geothermische Kraftwerke mit indirekter Nutzung des Fluides

1048723Kalina-Cycle Kalina-Cycle

bull Verbesserung des DKP

bull Kreislaufmedium Arbeitsmittel-Loumlsungsmittelpaar (meist Ammoniak-Wasser)

bull Phasenwechsel nicht isotherm bessere Wirkungsgrade moumlglich

bull Verschiedene patentrechtlich geschuumltzte Kreislaumlufe vorhanden

bull Ammoniak-Dampf hat wasseraumlhnliche Eigenschaften hinsichtlich Molekulargewicht

bull Gutes Teillastverhalten durch variable Mischungsverhaumlltnisse

bull Relativ teuer

ZF

  • Slide 1
  • Slide 2
  • Slide 3
  • Slide 4
  • Slide 5
  • Slide 6
  • Slide 7
  • Slide 8
  • Slide 9
  • Slide 10
  • Slide 11
  • Slide 12
  • Anteile unterschiedlicher Technologien an der geothermisch erzeugten elektrischen Leistung in den USA
  • Anteile an der Gesamtzahl der geothermischen Stromerzeuger (Turbogeneratoren) in den USA
  • Slide 15
  • Slide 16
  • Slide 17
  • Slide 18
  • Slide 19
Page 15: Prozesse zur Erzeugung elektrischer Energie aus Geothermie Geothermie Prof. Manfred Koch re 2 re 2 WS 2007 Kalina Ivanova.

Organic Rankine Cycle (ORC)Organic Rankine Cycle (ORC)

bull Konventioneller DKP (Vergleichsprozess Clausius Rankine)

bull Organische Arbeitsmedien (AlkanePerfluorierte KW Toluol Siloxane )

bull Arbeitsmedium teilweise am Turbinenausgang noch uumlberhitzt

bull Sonderturbinenbau notwendig

bull Gutes Teillastverhalten

bull Zukuumlnftig auch Mischungen mit Temperaturgleitung (Silikonoumlle) dadurch nichtisothermer Phasenwechsel moumlglich

bull Relativ guumlnstig

Geothermische Kraftwerke mit indirekter Nutzung des Fluides

1048723Kalina-Cycle Kalina-Cycle

bull Verbesserung des DKP

bull Kreislaufmedium Arbeitsmittel-Loumlsungsmittelpaar (meist Ammoniak-Wasser)

bull Phasenwechsel nicht isotherm bessere Wirkungsgrade moumlglich

bull Verschiedene patentrechtlich geschuumltzte Kreislaumlufe vorhanden

bull Ammoniak-Dampf hat wasseraumlhnliche Eigenschaften hinsichtlich Molekulargewicht

bull Gutes Teillastverhalten durch variable Mischungsverhaumlltnisse

bull Relativ teuer

ZF

  • Slide 1
  • Slide 2
  • Slide 3
  • Slide 4
  • Slide 5
  • Slide 6
  • Slide 7
  • Slide 8
  • Slide 9
  • Slide 10
  • Slide 11
  • Slide 12
  • Anteile unterschiedlicher Technologien an der geothermisch erzeugten elektrischen Leistung in den USA
  • Anteile an der Gesamtzahl der geothermischen Stromerzeuger (Turbogeneratoren) in den USA
  • Slide 15
  • Slide 16
  • Slide 17
  • Slide 18
  • Slide 19
Page 16: Prozesse zur Erzeugung elektrischer Energie aus Geothermie Geothermie Prof. Manfred Koch re 2 re 2 WS 2007 Kalina Ivanova.

ZF

  • Slide 1
  • Slide 2
  • Slide 3
  • Slide 4
  • Slide 5
  • Slide 6
  • Slide 7
  • Slide 8
  • Slide 9
  • Slide 10
  • Slide 11
  • Slide 12
  • Anteile unterschiedlicher Technologien an der geothermisch erzeugten elektrischen Leistung in den USA
  • Anteile an der Gesamtzahl der geothermischen Stromerzeuger (Turbogeneratoren) in den USA
  • Slide 15
  • Slide 16
  • Slide 17
  • Slide 18
  • Slide 19