Αξιοποίηση της Γεωθερμικής ενέργειας

Χρήσεις της Γεωθερμικής Ενέργειας Ηλεκτροπαραγωγή Πρόσφορη μορφή ενέργειας για μεταφορά και χρήση, εφαρμόζεται για πεδία υψηλής ενθαλπίας Θερμοκρασίες >800C Άμεση χρήση Kαθιερωμένες εφαρμογές: Λουτροθεραπεία Θέρμανση χώρων Τηλεθέρμανση Αγροτικές χρήσεις Βιομηχανικές χρήσεις

ΕΡΕΥΝΑ ΓΕΩΘΕΡΜΙΚΟΥ ΠΕΔΙΟΥ Έρευνα που περιελάμβανε γεωχημική και θερμομετρική ανάλυση του χώρου (14 ερευνητικές γεωτρήσεις συνολικού μήκους 5.941m) εντοπίζεται ζωτικός χώρος γεωθερμικού ενδιαφέροντος που φθάνει τα 35-40 km2 Οι μέγιστες θερμοκρασίες που μετρήθηκαν φθάνουν τους 700C, με μέγιστη γεωθερμική βαθμίδα τους 100C/100m

Αξιολόγηση των δυνατοτήτων του πεδίου και προσδιορισμός χρήσεων Χρήσεις του γεωθερμικού ρευστού χαμηλής ενθαλπίας στον αγροτικό τομέα ΘΕΡΜΟΚΗΠΙΑ Οι μέθοδοι θέρμανσης που χρησιμοποιούνται είναι: θέρμανση με αέρια (διανομή μέσω εναλλακτών αέρα/νερού με τη βοήθεια ανεμιστήρων ή στροβίλων), άμεση θέρμανση με νερό έμμεση θέρμανση με νερό, με τη χρήση ενελλακτών θερμότητας συνδυασμός των παραπάνω συστημάτων

Θέρμανση εδάφους Γεωθερμία χαμηλής ενθαλπίας για πρωϊμιση σπαραγγιού και καρπουζιών με πολύ ενθαρρυντικά αποτελέσματα Αγωγοί πολυπροπυλενίου με πτυχώσεις τοποθετημένοι με διάφορους σχηματισμούς

Ξήρανση αγροτικών προϊόντων Η ξήρανση σιτηρών, λαχανικών, φρούτων ή άλλων αγροτικών προϊόντων (μηδικής, βαμβακιού) είναι από τις αγροτικές διεργασίες οι οποίες καταναλώνουν σημαντικές ποσότητες ενέργειας Τα περισσότερα ξηραντήρια σήμερα λειτουργούν με υγρά καύσιμα, αλλά όπου υπάρχει γεωθερμική ενέργεια, αυτή μπορεί να υποκαταστήσει σε μεγάλο βαθμό τα καύσιμα αυτά

http://www.igme.gr/geothermal-fields2007.pdf Υδατοκαλλιέργειες Η ανάπτυξη όλων σχεδόν των ψαριών αλλά και ορισμένων μαλακόστρακων (π.χ. γαρίδες) είναι μεγαλύτερη σε θερμοκρασίες στην περιοχή 20-30 0C. Η γεωθερμία μπορεί να προσφέρει με οικονομικό τρόπο τη θέρμανση σε τέτοιες υδατοκαλλιέργειες είτε άμεσα είτε έμμεσα, θερμαίνοντας γλυκό ή θαλασσινό νερό. Για την άμεση χρήση του γεωθερμικού νερού απαιτείται να μην υπάρχουν ιδιαίτερα συστατικά στο νερό (βαρέα μέταλλα, υδρόθειο, αρσενικό κλπ.). Πληροφορίες Γεωθερμικών πεδίων ΙΓΜΕ http://www.igme.gr/geothermal-fields2007.pdf

ΗΛΕΚΤΡΟΠΑΡΑΓΩΓΗ Γεωθερμικά ρευστά αυξημένης θερμοκρασίας Μονάδες παραγωγής με συμβατικούς ατμοστρόβιλους ή με δυαδικό κύκλο, ανάλογα με τα χαρακτηριστικά του γεωθερμικού πόρου Ατμός, είτε απευθείας από γεωτρήσεις που παράγουν ξηρό ατμό, είτε από γεωτρήσεις με υγρό ατμό Συμβατικοί ατμοστρόβιλοι λειτουργούν με ρευστά σε θερμοκρασίες τουλάχιστον 150 0C

ΗΛΕΚΤΡΟΠΑΡΑΓΩΓΗ με συμβατικούς ατμοστρόβιλους ΗΛΕΚΤΡΟΠΑΡΑΓΩΓΗ με συμβατικούς ατμοστρόβιλους Ο ατμός μετά τον διαχωρισμό του νερού, περνά από τον ατμοστρόβιλο και στη συνέχεια απελευθερώνεται στην ατμόσφαιρα Δυνατότητα λειτουργίας συμπυκνωτές, όπου η πίεση διατηρείται συνεχώς σε χαμηλά επίπεδα ή χωρίς, οπότε γίνεται διάθεση του ατμού στην ατμόσφαιρα Κατανάλωση ατμού ανά παραγόμενη κιλοβατώρα περίπου διπλάσια από τις μονάδες με συμπυκνωτές Καλές αποδόσεις σε περιπτώσεις μικρών παροχών από μεμονωμένες γεωτρήσεις Μικρά μεγέθη (2,5-5 ΜWe)

ΗΛΕΚΤΡΟΠΑΡΑΓΩΓΗ με συμπυκνωτές Κατανάλωση ατμού μικρότερη σε σχέση με των ατμοστροβίλων ατμοσφαιρικής εκτόνωσης Περισσότερο σύνθετες εγκαταστάσεις Μεγαλύτερες αποδόσεις Ισχύς 55-60 ΜWe

ΗΛΕΚΤΡΟΠΑΡΑΓΩΓΗ από ρευστά χαμηλής-μέσης θερμοκρασίας Δυαδικός κύκλος Χρήση ένα δευτερεύοντος ρευστού (ίσο-πεντάνιο, διαθέτει χαμηλό σημείο ζέσεως και υψηλή τάση ατμών σε χαμηλές θερμοκρασίες) Λειτουργία: το γεωθερμικό ρευστό προσφέρει θερμότητα στο δευτερεύον υγρό μέσω εναλλακτών θερμότητας, οπότε το τελευταίο εξατμίζεται… Αξιοποιούν γεωθερμικά ρευστά θερμοκρασίας που κυμαίνεται μεταξύ 85-170 0C

Ερωτήσεις; Που χρησιμοποιείται η Γεωθερμική ενέργεια Με ποια κριτήρια Τι είναι το γεωθερμικό πεδίο Πόσων ειδών γεωθερμικά πεδία υπάρχουν

Αβαθής Γεωθερμία

Συστήματα εκμετάλλευσης Αβαθούς γεωθερμίας Κλειστά γεωθερμικά συστήματα θέρμανσης κλιματισμού Η θερμοκρασία των επιφανειακών στρωμάτων του φλοιού της Γης, παραμένει σχεδόν σταθερή σ΄ όλη τη διάρκεια του έτους, ανεξάρτητα από τις κλιματολογικές συνθήκες που επικρατούν στην επιφάνεια Αποτέλεσμα της ηλιακής ενέργειας και της θερμομόνωσης που παρουσιάζουν τα πετρώματα Φιλοσοφία λειτουργίας οποιουδήποτε γεωθερμικού συστήματος είναι η μεταφορά ενεργειακών φορτίων, από το έδαφος στον κλιματιζόμενο χώρο και αντίστροφα Τη χειμερινή περίοδο, μεταφέρεται θερμότητα από το έδαφος στο εσωτερικό του κλιματιζόμενου χώρου ενώ το αντίστροφο συμβαίνει την περίοδο του καλοκαιριού

Μεταβολή Θερμοκρασίας εδάφους Έδαφος απορροφά περίπου ½ της ηλιακής ακτινοβολίας Έδαφος αποσβένει τις θερμοκρασιακές μεταβολές Μεταβολή θερμοκρασίας μειώνεται με το βάθος Αμελητέα κάτω από 15 m Τοπικές θερμοκρασίες εδάφους εξαρτώνται από το κλίμα, κάλυψη εδάφους, κλίση, ιδιότητες υλικών σύστασης

Γεωθερμικές εγκαταστάσεις - συστήματα Σωληνώσεις πολυαιθυλενίου υψηλής πυκνότητας (HDPE- PE100)ή σωληνώσεις πολυβουτηλενίου Βάθος 2-3m Απόδοση 20W/m

Σκοπός: μεταφορά θερμότητας από και προς το έδαφος Λειτουργία Γεωεναλλάκτης Σκοπός: μεταφορά θερμότητας από και προς το έδαφος Λειτουργία Οι εσωτερικές θερμοκρασίες του αέρα μεταβάλλονται με την αλλαγή των εποχών Οι θερμοκρασίες του υπεδάφους παραμένουν σχετικά σταθερές σε μικρό βάθος Ένα γεωθερμικό σύστημα, το οποίο αποτελείται από μία μονάδα εντός του κτιρίου και ένα θαμμένο γεωεναλλάκτη, αξιοποιεί αυτές τις σταθερές θερμοκρασίες για να δεσμεύσει την «ελεύθερη» ενέργεια Το χειμώνα, το ρευστό που κυκλοφορεί μέσα στο κύκλωμα του γεωεναλλάκτη απορροφά την αποθηκευμένη θερμότητα του εδάφους και την φέρνει στη μονάδα εσωτερικά του κτιρίου Η μονάδα αντλεί τη θερμότητα σε μια υψηλότερη θερμοκρασία και την διανέμει στο κτίριο Το καλοκαίρι, το σύστημα αντιστρέφεται Το απαιτούμενο ποσό της θερμότητας για να μεταβληθεί η θερμοκρασία μάζας m κατά Δθ είναι: Q = m c ΔΘ cal Θεμελιώδης εξίσωση της Θερμιδομετρίας

Τύποι γεωθερμικών συστημάτων (ανοικτό, κλειστό)

Κύρια μέρη συστήματος Το σύστημα αποτελείται από τρία κύρια μέρη, τον εναλλάκτη θερμότητας νερού (γεωεναλλάκτης - κλειστό ή ανοιχτό κύκλωμα), την αντλία θερμότητας και το εσωτερικό σύστημα διανομής της θερμότητας στο κτίριο (αεραγωγοί ή ενδοδαπέδια ή fan coil).

Γεωθερμική Αντλία θερμότητας Συσκευή που έχει την ικανότητα να μεταφέρει θερμότητα από ένα μέσο με χαμηλή θερμοκρασία σε ένα άλλο μέσο με υψηλότερη θερμοκρασία Βασικά εξαρτήματα συμπιεστής, συμπυκνωτής, εξατμιστής, βαλβίδα εκτόνωσης και την πηγή ενέργειας Ένα ψυγείο ή ένα κλιματιστικό μηχάνημα δίνει τον τρόπο λειτουργίας μιας αντλίας θερμότητας. Όλες αυτές οι μηχανές, αντί να παράγουν θερμότητα, μεταφέρουν την υφιστάμενη θερμότητα από ένα χώρο χαμηλότερης θερμοκρασίας σε ένα χώρο υψηλότερης. Τα ψυγεία και τα κλιματιστικά μηχανήματα είναι αντλίες θερμότητας που κινούν τη θερμότητα από τους πιο κρύους εσωτερικούς χώρους στους θερμότερους εξωτερικούς χώρους με σκοπό την ψύξη των πρώτων. Οι αντλίες θερμότητας κινούν επίσης την θερμότητα από χαμηλής θερμοκρασίας πηγές σε υψηλής θερμοκρασίας χώρους με σκοπό τη θέρμανση. Παράδειγμα, μια αντλία θερμότητας με πηγή θερμότητας τον εξωτερικό αέρα, λαμβάνει τη θερμότητα από τον υπαίθριο χώρο και την αντλεί στο εσωτερικό του κτιρίου. Μια γεωθερμική αντλία θερμότητας λειτουργεί με τον ίδιο τρόπο, με τη διαφορά ότι η πηγή θερμότητάς της είναι η πιο ζεστή γη αντί του κρύου αέρα. Η διαδικασία της ανύψωσης της θερμότητας χαμηλής θερμοκρασίας σε άνω των 30°C και μεταφορά στον εσωτερικό χώρο περιλαμβάνει έναν κύκλο εξάτμισης, συμπίεσης, συμπύκνωσης και εκτόνωσης. Το ψυκτικό υγρό χρησιμοποιείται ως μέσο μεταφοράς της θερμότητας που κυκλοφορεί μέσα στην αντλία θερμότητας