Błąd szacowania potencjału dla wytwarzania energii elektrycznej w instalacjach binarnych typu ORC związany ze zmiennością parametrów termodynamicznych wody geotermalnej

W artykule zaprezentowano metodykę szacowania potencjału geotermalnego do wytwarzania energii elektrycznej w siłowniach binarnych z wykorzystaniem obiegu organicznego Rankine’a (ang. ORC – Organic Rankine Cycle). Proponowana metodyka zaleca prowadzenie obliczeń z wykorzystaniem zależności gęstości oraz ciepła właściwego wody od temperatury i mineralizacji. W szacowaniu potencjału uwzględniono także relację pomiędzy sprawnością konwersji energii cieplnej w elektryczną, a temperaturą źródła ciepła. Wykonano obliczenia prowadzące do wyznaczenia błędu oszacowania potencjału poprzez przyjęcie stałych wartości parametrów eksploatowanej cieczy oraz sprawności konwersji energii, które w rzeczywistości są silnie zależne od temperatury i mineralizacji. W zakresie temperatur od 100 do 180°C oraz mineralizacji od 0 do 160 g/kg ewentualny błąd względny szacowania potencjału do wytwarzania energii elektrycznej w instalacjach ORC może w skrajnych przypadkach przekroczyć 50%.

The article presents methodology to estimate the geothermal potential for electricity generation in binary power systems using organic Rankine cycle (ORC). The proposed methodology recommend to carry out the calculations using density and specific heat dependence on temperature and mineralization. The potential estimate takes also into account the relationship between the efficiency of heat into electricity conversion and the temperature of the heat source. Calculations were performed to determine the resulting error in estimation of the potential due to assumption of constant values of brine parameters and power conversion efficiency, which in reality are significantly dependent on the temperature and mineralization. In the temperature range from 100 to 180°C and mineralization from 0 to 160 g/kg relative error in the estimation of the potential to generate electricity in ORC installations in extreme cases may exceed 50%.