Електростанція та спосіб виробництва електроенергії

Реферат: Винахід належить до галузі електроенергетики. Електростанція включає турбіну (1), електрогенератор (2), акумулятор електричної енергії (3), теплообмінник (4), насос рідкого робочого агента (5). Окрім цього електростанція включає акумулятор холоду, що складається з наземного льодогенератора (17), з підземної холодної ємності (10), в якій розташовано конденсатор (6) робочого агента, з підземних твердотільних акумуляторів холоду у вигляді свердловин (14). Також електростанція включає акумулятор тепла, що складається з сонячного басейну (25), який покритий кришкою з двошарового скла, наповнений водою або солоним розчином, з підземної теплої ємності (11), в якій розташовано випарник (7) робочого агента, з підземних твердотільних акумуляторами тепла у вигляді свердловин (15). При цьому вал турбіни (1) співвісно з'єднаний з валом електрогенератора (2), який має електричний зв'язок з акумулятором електричної енергії (3), а вихід випарника (7) з'єднаний з входом турбіни (1), вихід якої через теплообмінник (4) з'єднаний з входом конденсатора (6). Причому насос (5) рідкого робочого агента виконаний з можливістю закачування зрідженого рідкого робочого агента зворотно у випарник (7), та встановлений біля теплообмінника (4), а підземна тепла (11), і підземна холодна (10) ємності виконані у вигляді двох секцій кожна, та розділені вертикальною перегородкою, а занурені конденсатор (6) і випарник (7) встановлені в їх більш вузьких секціях. UA 114480 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до способу і електростанції ЕС для отримання електроенергії за рахунок використання малої різниці температур теплових джерел (повітря, води тощо) та енергії сонця. Термічна неоднорідність довкілля вже пропонувалася [1] і використовувалася в невеликих масштабах [2, 3] для вироблення електроенергії. В основному розглядалася ідея Клода і Бушеро по використанні різниці температур морської води по глибині моря [1, 3]. Усі ці пропозиції включали в собі процеси кипіння робочого (води або легкокиплячого агента) агента при підводі до нього тепла від теплого джерела, розширення робочого агента, наприклад, в турбіні з виробкою роботи, а потім і електроенергії, наприклад, в електрогенераторі, конденсуванні пари робочого агента при відводі від нього тепла до холодного теплового джерела і стиснення конденсату робочого агента. У останній час великі роботи ведуться в США і Японії по програмі "технологія конверсії теплової енергії океану ОТЕС (Ocean Thermal Energy Conversion)", спробувані декілька пілотних електростанцій потужністю 20-50 кВт. Привабливості нібито "дармовій" енергії протистоять значні і принципові недоліки при технічній реалізації електростанції. Мала різниця температур теплових джерел призводить до низької ефективності теплосилового циклу і до малого його термічного коефіцієнта корисної дії ККД. Невелика теплоємність теплоносіїв (повітря, води) призводить до необхідності подання великих витрат теплоносіїв (води або повітря) в теплообміні апарати, великим власним витратам енергії на прокачування теплоносія через ці апарати і до великих капітальних витрат на спорудження основних апаратів теплопередачі - випарника і конденсатора. Прототип нашого винаходу - це спосіб та пристрій виробництва електроенергії при використанні малої різниці температур теплових джерел, за які є як вода, так і наприклад, повітря, які нагріті сонцем, що включає процеси кипіння робочого легкокиплячого агента в випарнику при підводі до нього тепла від теплого джерела через теплий теплоносій, за який є тепла вода, розширення робочого тіла, наприклад, в турбіні з виробкою роботи, а потім і електроенергії, наприклад, в електрогенераторі, конденсації пари робочого агента в конденсаторі при відведенні від нього тепла через холодний теплоносій, за який є холодна вода, в холодне джерело і стискування конденсату робочого агента, наприклад, насосом (спосіб і пристрій прототипу див. "Основи екології", Олійник Я.Б.), http://uchebnikionline.ru/ekologia/osnovi_ekologiyi_-_oliynik_yab/sonyachna_energetika.htm). Недоліки прототипу ті ж самі, що і в аналогах, а саме: 1. Мала різниця температур теплого та холодного джерел тепла, що знижує термічній ККД; 2. Великі власні витрати енергії на прокачування теплоносія через апарати і до великих капітальних витрат на спорудження основних апаратів теплопередачі - випарника і конденсатора. Задачею винаходу є створення способу і пристрою виробництва електроенергії за рахунок використання малої різниці температур теплових джерел, а також сонячної енергії, який би зменшив вказані недоліки. Поставлена задача вирішується тим, що використовують добову і сезонну різницю температур повітря і сонячну енергію шляхом накопичення холоду в зимовий сезон та холоду нічного повітря в літний сезон і накопичення тепла в літній та зимовий сезони за допомогою застосування, наприклад, підземних акумуляторів тепла і холоду, за які використовують, наприклад, твердотільні акумулятори у вигляді свердловин, занурених в ґрунт, а також акумулятори фазових переходів виду плавлення - кристалізація, при цьому конденсування пара робочого агента в теплий сезон наряду з нічним холодом роблять додатково за рахунок зимового холоду, а кипіння робочого агента і в холодний сезон наряду з денним теплом від сонячної енергії ведуть за рахунок накопиченого літнього тепла. Також задача вирішується і тим, що теплий та холодний теплоносії, що підводять тепло кипіння та відводять тепло конденсування робочого агента, самоциркулюють у процесах зарядження та розрядження підземних акумуляторів тепла і холоду (тобто накопичення та використання тепла і холоду) за рахунок ефекту самоциркулюючих сполучених посудин (ССП) шляхом, з одного боку - підігрівання водопідіймальних колін ССП і введення в них повітря, а з другого боку - охолодження водоопускних колін ССП, які при цьому здійснюють переливання теплоносія між колінами цих ССП (тобто - від верху водопідіймального коліна до верху водоопускного коліна ССП) і які мають два варіанти роботи: 1. Одинарний, коли є два коліна: одно водопідіймальне, а друге водоопускне, а при цьому вода переливається від першого до другого коліна; 2. Спарований, коли є більше пар колін, у яких водопідіймальне коліно першого одинарного ССП з'єднано з водоопускним коліном другого одинарного ССП, потім водопідіймальне коліно другого одинарного ССП з'єднано з водоопускним коліном третього 1 UA 114480 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 одинарного ССП і т.п., а при цьому вода переливається від водопідіймального коліна останнього ССП до водоопускного коліна першого ССП. Запропонований спосіб здійснюють в електростанції, в котрий випарник виконаний у вигляді зануреного апарата, який розміщений в підземній теплій акумулюючій ємності, що з'єднана трубопроводами циркуляції теплої води з сонячним басейном і паралельно - з підземним акумулятором тепла, наприклад, підземними свердловинами, при цьому сонячний бассейн також з'єднаний трубопроводами циркуляції теплої води з підземними свердловинами, конденсатор виконаний у вигляді зануреного апарата, який розміщений в підземну холодну акумулюючу ємність, що з'єднана трубопроводами з наземним льодогенератором, вихід котрого по льодоводяної суспензії - взимку, або по холодній воді - літом, з'єднаний з верхом підземної ємності, і паралельно - трубопроводами циркуляції холодної води з підземним акумулятором холоду, наприклад, підземними свердловинами. При цьому підземні тепла і холодна акумулюючі ємності виконані у вигляді двох секцій, кожна з яких розділена вертикальними перегородками, занурені конденсатор і випарник встановлені в найбільш вузьких по горизонтальному перерізу секціях, площина яких не перевищує 3S (де S - площина конденсатора і випарника, що перпендикулярна плину води), і при цьому конденсатор розміщений в нижній частині своєї секції, а випарник - у верхній частині відповідної секції, причому секції забезпечені пакетами теплоакумулюючих матеріалів ТАМ, що зазнають при нагріві - охолодженні води - фазовий перехід плавлення - кристалізації з тепловим ефектом, причому в холодній акумулюючій секції як ТАМ використаний, наприклад, кристалогідрат солі NaCl·2Н2О, а в теплій акумулюючій ємності використаний, наприклад, парафін або кристалогідрат солі Ва(ОН)2·8Н2О. При цьому циркуляція теплої води між сонячним басейном, підземною теплою акумулюючою ємністю і підземними свердловинами, виконаними у вигляді двох концентрично вставлених одна в іншу труб, зовнішня з яких теплопровідна, наприклад, сталева, а внутрішня погано теплопровідна, наприклад, поліпропіленова, забезпечується тим, що вони мають верхні горизонтальні перерізи на однаковій висоті, виконані як самоциркулюючі сполучені посудини ССП, повністю до верхнього горизонтального перерізу заповнені водою, при цьому вхід теплої води в підземні свердловини виконаний у верх міжтрубного простору, а вихід теплої води - з верху центральної труби. При цьому циркуляція холодної води між підземною холодною акумулюючою ємністю і підземними свердловинами, виконаними у вигляді двох концентрично вставлених одна в іншу труб, зовнішня з яких теплопровідна, наприклад, сталева, а внутрішня - погано теплопровідна, наприклад, поліпропіленова, забезпечується тим, що вони мають верхні горизонтальні перерізи на однаковій висоті, виконані як самоциркулюючі сполучені посудини ССП, повністю до верхнього горизонтального перерізу заповнені водою, при цьому вхід холодної води в підземні свердловини виконаний у верх центральної труби, а вихід нагрітої води - з верху міжтрубного простору. Суть винаходу показана на фіг. 1 - 6. Фіг. 1 - Схема електростанції, що виробляє електроенергію за рахунок добової і сезонної різниці температур повітря і сонячної енергії. Фіг. 2 - Схеми зарядки і розрядки холодних свердловин 14. Фіг. 3 - Схеми спарованої самоциркуляції СССП при зарядженні холодом свердловин 14 і їх розрядженні по Фіг. 2 при одночасної роботі ЕС (при Т > 4 °С). Фіг. 4 - Схеми зарядки і розрядки холодних свердловин 14 (при Т < 4 °С). Фіг. 5 - Схеми спарованої самоциркуляції СССП при зарядженні холодом свердловин 14 і їх розрядженні по Фіг. 4 при одночасній роботі ЕС (при Т 4 °С), отриманої від ЛГ, в лівій її секції до підйому води в правій секції (варіант самоциркуляції - 6, підвід тепла + повітря); 2-а пара - у свердловинах 14, від опускання холодної води в центральній водоопускній трубі свердловини (при Т > 4 °С) до підйому води в міжтрубному водопідіймальному просторі (варіацій самоциркуляції - 10 + 5). - Самоциркуляція води при розрядці ґрунту в околиці свердловин 14 (Фіг. 2, права частина) забезпечується тим ефектом, що верхня частина свердловин тепліша за нижню частину, оскільки холодна вода при зарядці подається в центральну трубу згори (при Т > 4 °С), а починає свердловини охолоджувати своєю зовнішньою трубою знизу, також подається повітря (варіант самоциркуляції 10 + 5). - При температурі менше, ніж 4 °С самоциркуляція води в свердловинах 14 і ємності 10 змінює свій напрям. Самоциркуляція зникає, якщо не буде ерліфта, при переході через точку інверсії щільності води при 4 °С, внаслідок чого при цьому переході необхідно подання повітря або робота насоса 27. - Зарядка і розрядка ґрунту свердловин 14 при Т 4 °С) між лівою і правою частинами підземної ємності 10 (варіант самоциркуляції - 6). Права частина, в якій розташовані трубки конденсатора 6, має значно меншу площу поперечного перерізу для збільшення швидкості підйому води і збільшення коефіцієнта тепловіддачі в конденсаторі. Площина для чистого плину води не перевищує 3S (де S - площина конденсатора і випарника, що перпендикулярна плину води). 3. Зарядка ємності 10, мінімально насосна, між льодогенератором ЛГ 17, розташованим над лівою частиною підземної ємності 10, і цією ж частиною 10, забезпечується при роботі ЛГ насосом 26. Але натиск насоса незначний, оскільки як подавальний трубопровід від насоса 26, так і центральна труба ЛГ, по якій униз в 10 стікає льдоводяна суспензія, повністю затоплені водою і суспензією. Щоб плаваючий лід у верхній лівій частині 10 не блокував плин води з свердловин АХ, ця верхня частина виконана у вигляді розширеного льдоприймаючого лотка. Літом при зарядці холодом в нічний час роботи насоса 26 не треба, а самоциркуляція забезпечується ерліфтом. 4. Розрядки ємності 10, насосна (насос 26) - для споживача холодної води, наприклад, холодильника 20 для короткочасного зберігання фруктово-овочевої сировини - між лівою частиною 10 і охолоджувачем холодильника 22. У обв'язуванні АХ передбачені фільтри 18 для очищення води від суспензії, а також насос 27 для відкачування води знизу ємності 10 при її ремонті і періодичному очищенні. У AT випарник рідкого бутану 7 розміщений у верхній частині підземного акумулятора і 1 з розрахунком опускання води при її охолодженні. У суміжному відсіку (справа на Фіг. 1) розташовані пакети з теплоакумулюючим матеріалом ТАМ, при плавленні якого виділяється тепло і вода нагрівається, легшає і піднімається вгору. Насоси 28 і 29 відбирають воду з-під випарника, сприяючи турбулізації в області трубок випарника (таблиця 1). У разі одинарних самоциркулюючих сполучених посудин ССП при їх повному затопленні до рівня перетікання можливі наступні варіанти забезпечення самоциркуляції води (приймемо для зручності в усіх варіантах перетікання води з коліна А сполученої посудини в коліно В): 5 UA 114480 C2 Таблиця 1 Дія на коліно В 1. Нема 2. Охолодження води 3. Охолодження води 4. Нагрівання води Напрям перетікання води при самоциркуляції Дія на коліно А Дія на коліно В Напрям перетікання води при самоциркуляції Дія на коліно В Нагрівання води при Т > 4 °С (якщо в коліні А Тводи вище, то ρ є менше, що 7. підвищує рівень Охолодводи в порівнянні з ження коліном В і води призводить до відтоку води з верхній частині коліна А у верх коліна В). Подання бульбашок повітря знизу або газу 8. Охолодження води Нагрівання води +подання бульбашок повітря знизу 19. Нема Різниця температур по висоті коліна А знизу холод, вище тепло Нема Нагрівання води Охолодження води 10. (примітка: Різниця протиріччя тут з п. темпера3 немає, оскільки тур по посудини А і В висоті сполучені згори і коліна В знизу і знизу направлення холод, перетікання з вище верху посудини тепло змінене на (при Т > 4 зворотне!) °С) 5 6 Нема UA 114480 C2 Продовження таблиці 1 5. Нема 10 15 20 25 30 35 Нема 6. Нема 5 11. Різниця температур по висоті Подання коліна В бульбашок повітря знизу знизу (або газу) тепло, ерліфт вище холод, тепло (при Т < 4 °С) Нагрівання води + подання 12. Нема бульбашок повітря знизу Нагрівання води (при Т < 4 °С) AT також має 4 контури циркуляції (варіант 1 - для одинарних посудин ССП), кожен з яких має рівні висоти лівою і правою колін сполучених посудин СП: 1. Головний - для довготривалої зарядки (режим - самоциркулюючий) свердловин 15 теплом (акумуляція тепла на 3 ÷ 6 місяців роботи ЕС) - між сонячним басейном 25 і свердловинами 15. У цьому контурі сполучених посудин при перетіканні води зліва направо (Фіг. 1) є самоциркуляція води по варіанту 8. Використовують насос 30, призначений як резерв, а також для періодичного прочищення труб свердловин від відкладень. Подання теплої води у свердловини 15 робиться у міжтрубний простір, а вихід роблять через центральну погано теплопровідну трубу з глибині близько 1,5 м. Це зроблено з таким розрахунком, щоб з метою полегшення самоциркуляції води ґрунт навколо свердловин згори був прогрітий сильніше, ніж знизу. 2. Головний для розрядки (самоциркулюючий) - для віддачі (розрядки) свердловин 15 тепло і прийому його у вигляді теплої води підземною ємністю 11. Самоциркуляція води виконується по варіанту 8. Ґрунт навколо свердловин віддає тепло - вода охолоджується в ємності 11 при кипінні агента в випарнику 7. Використовують насос 28 як резерв. 3. Доповнюючий (самоциркуляційний) - для короткочасної зарядки підземної ємності 11 теплом (на 0,5 ÷ 1 доби) і забезпечення теплопідводу до випарника 7 - між сонячним басейном 25 і ємністю 11. Самоциркуляція води - по варіанту 8 (справа наліво - зображено на Фіг. 1 і 4).Насос 29 використовують як резерв. 4. Внутрішній (самоциркулюючий по варіанту 7) - між лівою і правою частинами підземної ємності 11. Ліва частина, в якій розташовані трубки випарника 7, має значно меншу площу поперечного перерізу (так само, як і для конденсатора 6) для збільшення швидкості опускання води і коефіцієнта тепловіддачі (а також за рахунок подання повітря). Ось, наприклад, характеристики одного із режимів роботи акумуляторів дослідної ЕС потужністю 200 кВт на середніх широтах Росії, України, Білорусії при постійній 100 %-ній потужності ЕС (цикл теплосилової установки - на Фіг. 7). Акумулятор холоду АХ. 3 Холодна місткість 10 об'ємом 2000 м має розміри 20x10x10 м. Цього об'єму при роботі місткості 10 без свердловин 14 з нагріванням холодної води від 0 до 13 °С достатньо для роботи ЕС близько 12,8 години. Якщо є ХАМ в цієї ємності, то час буде більше. Холодні свердловини 14 глибиною 100 м з діаметром кола 79,9 м при залишкової температури зарядки 0 °С з нагріванням після розрядки до 13 °С накопичують "холоду" близько 5529,5 МВт-г. Зарядка - протягом 3-х зимових місяців. В ці ж зимові місяці ЕС при своєї роботі не споживає холод із АХ. Щоб забезпечить цей "подвійний" холод льодогенератор ЛГ в зимову годину повинен виробляти близько 500 т льоду/добу. Розрядка АХ - протягом 5-ти теплих 7 UA 114480 C2 5 10 15 20 місяців. На 4 недостатніх місяців необхідна робота ЛГ на охолодженому нічному повітрі з охолодженням води при зарядки до 15 °С. В конденсаторі EC ця вода нагрівається до 20 °С. Акумулятор тепла AT 3 Тепла підземна місткість 11 об'ємом 1200 м має розміри 15х10х8 м, її об'єм при самостійної роботи з охолодженням теплої води від 60 до 40 °С є достатнім для роботи EC протягом 10,9 години. Теплі свердловини 15 глибиною 100 м на площі кола діаметром 52 м при температурі після зарядки 60 °С і зниженням температури ґрунту після розрядки до 40 °С накопичують «тепла» близько 5549 МВт-г. Зарядка здійснюється протягом 3-х літніх місяців. В ці ж літні місяці ЕС при своєї роботі не потребляє тепло від AT. Щоб забезпечить це "подвійне" тепло сонячний басейн СБ повинен мати продуктивність 2648,9 т/добу теплої води (60 °С) (або 331,1 т/г - за 8 сонячних годин). Розрядка AT відбувається протягом 3-х найбільш холодних місяців. На 6 недостатніх місяців, а також в кожній сонячний день СБ заряджає теплою водою і температурою 60 °С підземну ємність 11, а також в разі надмірного тепла підзаряджає свердловини 15. В ємності 11 ця вода при розрядки охолоджується до 40 °С Якщо взяти 2 середню сонячну енергію на земну поверхню літом близько 600 Вт/м (на широті Києва), а 2 2 весною - восени близько 400 Вт/м , то площа СБ повинна бути літом близько FСБ = 1000 м , тобто достатньо СБ у вигляді прямокутника з сторонами 100x10 м. Осінню-навесні FСБ = 1500 2 м , тобто 100 х 15 м. Загальна площа "плями" під AT, АХ, їх підземні ємності, ЛГ, СБ і без рахунку ділянок під турбінний цех і допоміжні служби (розташовані над ємностями 10 і 11, окрім люків) буде близько 2 7483 м (це квадрат з сторонами 86,5 м) (таблиця 2). 25 Таблиця 2 Розміри "земельних" елементів КС потужністю 200 кВт 1. АХ: Підземна холодна ємність 10, висота 10 м Льодогенератори ЛГ 17 (розташовані над ємністю 10), висота 16 м Свердловини 14, глибина 100 м Всього по АХ 2. AT: Підземна теплоємність 11, висота 8 м Сонячний басейн СБ 25 (розташований над свердловинами 15), висота 0,8 м Свердловими 15, глибина 100 м Всього по AT Розміри "плями" (від зверху) в цілому на АХ + АТ (з рахунком поверховості розташування) 30 35 40 Розміри в плані, м Площа, м 20×10 200 2000 Д=6 28 448 Д = 79,9 5011 5239 501722 15×10 150 1200 100×15 1500 1200 Д = 52 2122 3772 212172 2 Об'єм, м 3 7483 Переваги EC: 1. Немає залежності від поставок палива (нема покупки, транспорту та паливопостачальників). 2. Безпечність роботи. Немає процесу згорання палива. Немає скидання СО 2 в атмосферу. 3. Параметри теплосилового цикла не екстремальні (Р - впритул до атмосферного. Т = 0 °С ÷ 60 °С). 4. Зручність використання у віддалених сільських районах, особливо від блока живлення і газу. Дуже сприятливі сполучення ЕС з АГРОЕНЕРГОКОМПЛЕКСОМ (теплиці, холодильник, комплекс для переробки сільськогосподарської сировини - забезпечення електроенергією, теплом, холодом, чистою водою). 5. Ніяких складних електромереж, ніякого зв'язку з зовнішнім електричним живленням і залежності від нього. 6. Простота обладнання і його використання, простота ремонту (насоси, фільтри). 7. Простота регулювання потужності. Можливість накопичення і форсування в піковий період. 8 UA 114480 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 8. Особливо є корисним використання ЕС у разі, якщо є принаймні одне природне або техногенне теплове джерело (гаряче або холодне) - геотермальна вода, холодна підземна вода або тепла вода з промислового стоку, вода відходів промислових підприємств і т.п. Недоліки: 1. Все ще великі початкові капітальні витрати для забезпечення постачання теплових джерел тепла та холоду (через невеликі коефіцієнти тепловіддачі в занурених випарнику і конденсаторі - великі розміри і кількості металу в них). 2. Великий об'єм земляних робіт для будівництва AT і АХ. Таким чином, враховуючи не зовсім позитивний досвід роботи електростанцій, що використовували малу різницю температур теплових джерел, в нашій пропозиції зроблені наступні удосконалення: 1. Використано поєднання добової і сезонної різниці температур повітря, що дозволило: - розширити температурний інтервал теплосилового циклу приблизно на 20 ÷ 40 °С і даже до 30 ÷ 50°С; - забезпечити цілорічну роботу електростанції вдень і вночі і за будь-якої погоди. 2. Встановлені теплові акумулятори тепла AT і холоду АХ, що дозволило згладити теплову нерівномірність потужностей зарядки і розрядки теплових джерел і забезпечити їх економічну роботу. Застосування акумуляторів фазового переходу забезпечує зменшення капітальних витрат на споруду акумуляторів. 3. Для забезпечення постійної невеликої різниці температур в процесі тепловіддачі випарник і конденсатор теплосилової установки занурені безпосередньо у великі водні ємності 10 і 11. Бутан випаровується і конденсується при постійній температурі, а вода з зовнішнього боку поверхні теплообміну дуже трохи змінює свою температуру зважаючи на її великий об'єм, чим забезпечується постійна невелика різниця температур ΔТ і менша безповоротність. 4. AT і АХ розділені на 2 частини: одна частина - підземні свердловини - власне є накопичувачами теплової енергії, інша частина - підземні ємності служать для ефективної теплопередачі в занурених випарнику і конденсаторі. 5. Для зменшення роботи пампінгу (тобто роботи перекачування води між свердловинами і підземними ємностями АХ і AT, а також між генераторами теплої води і крижаної води взимку /холодної нічної води влітку/ і підземними ємностями) використаний ефект самоциркуляції води в цих сполучених повністю затоплених посудинах однакової висоти, а в тих випадках, коли це неможливо (це подання води в холодильник 20 і теплицю 21), мінімінізують витрати енергії на роботу насосів, мінімінізуючи різницю висот подання і зливання води. Література 1. Гюнтер. Энергетика будущего, 1936. 2. Мухачев П.А. Принцип Баржо и возможности его использования в климатических условиях СССР. Известия Томского политехнического института, 1948. - С. 57-67. 3. Трошенькин Б.А., Возобновляемая энергия, 2003. 4. Денисов Ю.П., Смирнов Л.Ф. Льдогенератор, использующий холодный воздух окружающей среды, Патент Украины № 97419 от 10.02.2012. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 45 50 55 60 1. Електростанція, яка включає: - турбіну (1), електрогенератор (2), акумулятор електричної енергії (3), теплообмінник (4), насос рідкого робочого агента (5), - акумулятор холоду, що складається з наземного льодогенератора (17), з підземної холодної ємності (10), в якій розташовано конденсатор (6) робочого агента, з підземних твердотільних акумуляторів холоду у вигляді свердловин (14), що виконані з можливістю акумуляції холодного теплоносія у вигляді холодної води, яку підтримують завдяки льодогенератора (17), причому підземна холодна ємність (10), з'єднана трубопроводами циркуляції холодної води з свердловинами (14) і з наземним льодогенератором (17), який, в свою чергу, з'єднаний трубопроводами з свердловинами (14), - акумулятор тепла, що складається з сонячного басейну (25), який розташований в рівень з поверхнею землі, забетонований, тепло- і гідроізольований, з забарвленими в чорний колір дном і боковими стінками, покритий кришкою з двошарового скла, наповнений водою або солоним розчином, з підземної теплої ємності (11), в якій розташовано випарник (7) робочого агента, з підземних твердотільних акумуляторів тепла у вигляді свердловин (15), що виконані з можливістю акумуляції теплого теплоносія у вигляді теплої води, яку підтримують завдяки 9 UA 114480 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 сонячному басейну (25), причому підземна тепла ємність (11), з'єднана трубопроводами циркуляції теплої води з свердловинами (15) і з сонячним басейном (25), який, в свою чергу, з'єднаний трубопроводами циркуляції холодної води з свердловинами (15), при цьому вал турбіни (1) співвісно з'єднаний з валом електрогенератора (2), який має електричний зв'язок з акумулятором електричної енергії (3), а вихід випарника (7) з'єднаний з входом турбіни (1), вихід якої через теплообмінник (4) з'єднаний з входом конденсатора (6), причомунасос (5) рідкого робочого агента, виконаний з можливістю закачування зрідженого рідкого робочого агента зворотно у випарник (7), та встановлений біля теплообміннику (4), а підземна тепла (11) і підземна холодна (10) ємності виконані у вигляді двох секцій кожна та розділені вертикальною перегородкою, а занурені конденсатор (6) і випарник (7) встановлені в їх більш вузьких секціях. 2. Електростанція за п. 1, в якій конденсатор (6) розміщений в нижній частині вузької секції підземної холодної ємності (10), а випарник (7) - у верхній частині вузької секції підземної теплої ємності (11), а кожна з секцій забезпечена пакетами теплоакумулюючих матеріалів, причому в секції підземної холодної ємності (10) як теплоакумулюючий матеріал використаний кристалогідрат солі NaCl·2H2O, а в секції підземної теплої ємності (1) - парафін або кристалогідрат солі Ва(ОН)2·8Н2О. 3. Електростанція за п. 1, в якій сонячний басейн, підземна тепла ємність і підземні твердотільні акумулятори тепла з'єднані між собою для циркуляції теплої води трубопроводами, причому для підземних твердотільних акумуляторів тепла трубопроводи виконані у вигляді двох концентрично вставлених одна в іншу труб, зовнішня з яких виконана сталевою та теплопровідною, а внутрішня - поліпропіленовою та менш теплопровідною, та виконані ці трубопроводи з можливістю входу теплої води через міжтрубний простір, а виходу теплої води з внутрішньої труби. 4. Електростанція за п. 1, в якій підземна холодна ємність і підземні твердотільні акумулятори холоду з'єднані між собою для циркуляції холодної води трубопроводами, причому для підземних твердотільних акумуляторів холоду трубопроводи виконані у вигляді двох концентрично вставлених одна в іншу труб, зовнішня з яких виконана сталевою та теплопровідною, а внутрішня - поліпропіленовою та менш теплопровідною, та виконані ці трубопроводи з можливістю входу холодної води у центральну трубу, а виходу з міжтрубного простору. 5. Спосіб виробництва електроенергії за допомогою електростанції за будь-яким з пп. 1-4, який виконують шляхом того, що - одержують льодоводяну суспензію у наземному льодогенераторі (17), - за допомогою льодоводяної суспензії отримують холодну воду, яку подають в підземну холодну ємність (10), при цьому холодну воду застосовують як холодний теплоносій, - в сонячному басейні (25) акумулюють тепло для підтримання теплого теплоносія, - з сонячного басейну подають теплий теплоносій в вигляді теплої води до підземної теплої ємності (11), - здійснюють кипіння робочого агента при підводі до нього тепла через теплий теплоносій у випарнику (7) підземної теплої ємності (11), - подають розширений робочий агент в турбіну (1) для приведення її в робочий стан, та за допомогою турбіни приводять в дію електрогенератор (2), який виробляє електроенергію, - одержану електроенергію направляють на потреби електростанції або акумулюють в акумуляторі електричної енергії (3), - після турбіни (1) розширений робочий агент направляють через теплообмінник (4) в конденсатор (6) підземної холодної ємності (10), де його зріджують шляхом відведення від нього тепла через холодний теплоносій у вигляді холодної води навколо конденсатора (6), з подальшим стискуванням конденсату робочого агента, - закачують насосом зріджений робочий агент у зворотному напрямку у випарник (7). 10 UA 114480 C2 11 UA 114480 C2 Комп’ютерна верстка О. Гергіль Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 12