Domanda:
Come funziona il riscaldamento geotermico?
Kenshin
2014-04-16 11:35:28 UTC
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Ho sentito dire che il riscaldamento geotermico è un modo per generare energia dalla differenza di temperatura tra gli strati interni della Terra e la crosta terrestre. Come è possibile estrarre questa energia? È necessario trovarsi vicino al confine di una placca tettonica per accedere a questo gradiente di temperatura?

Va meglio vicino al confine di una placca tettonica, ma è possibile anche altrove. Vedi [un documento su un trapano vicino a casa mia] (http://geomedia.cz/data/GMLitVal.pdf).
Puoi chiarire un po '? Il * riscaldamento * geotermico è una cosa, la generazione di elettricità è un'altra, la "generazione di energia" è vaga e suona fisicamente impossibile. Inoltre, "strati interni della Terra" e "crosta terrestre" sono un modo confuso per dirlo: certamente non sfruttiamo alcun gradiente di temperatura su quella scala.
D'accordo con @kwinkunks. Il gradiente termico è in realtà nei primi chilometri della crosta. Qualcosa di più profondo di quello e non saremmo in grado di scavare per questo.
Due risposte:
#1
+11
410 gone
2014-04-16 16:27:13 UTC
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Ci sono attualmente due modi per estrarre l'energia geotermica: uno tradizionale, uno ancora a livello sperimentale / dimostrativo.

Pollack et al (2010) stimano il calore geotermico globale perdita a 44 TW (in confronto, il tasso di consumo energetico della civiltà è di circa 20 TW).

Come osserva il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti, tutti i metodi si basano sulla combinazione di tre fattori :

  • calore sottoterra,
  • fluido per portare il calore in superficie e
  • permeabilità per consentire al fluido di fluire.

Il metodo geotermico tradizionale

Questo accade vicino ai confini delle placche tettoniche. I serbatoi di liquido caldo vengono sfruttati, per portare i fluidi caldi in superficie. In genere la temperatura dei fluidi è ben oltre 100 &degC; e può essere utilizzata per la generazione di elettricità e per il riscaldamento.

Il metodo sperimentale è Hot Dry Rock

aka Enhanced Sistema geotermico o EGS.

Come ha commentato Pavel V., questo è stato sperimentato nella Repubblica Ceca, tra gli altri luoghi, e consente l'estrazione del calore geotermico da luoghi che non sono vicini a confini delle placche tettoniche. Da quel link:

la profondità prevista del ... pozzo era compresa tra 2100 e 2500 m. Il diametro di foratura varia da 393,7 mm per la parte superiore iniziale a 152 mm nella parte inferiore del foro

Un tubo viene inserito all'interno dell'altro, all'interno del foro. L'acqua può essere iniettata lungo la camera d'aria e restituita attraverso lo spazio tra i tubi o viceversa.

Quel foglio riproduce il seguente grafico di Šafanda, J., Dědeček, P., Krešl, M., Čermák, V. [2007] Report from geothermal research for PVGT-LT1 (in Czech):

enter image description here

Come puoi vedere, queste temperature sono molto più basse , quindi non sono adatti alla generazione di elettricità, perché bisogna accettare efficienze molto basse (Legge di Carnot). Sono utilizzati per il riscaldamento degli ambienti e dell'acqua.

Questa risposta sembra incompleta. Esistono più di due modi per sfruttare il calore della terra. Quando ho letto la domanda per la prima volta, ho pensato che l'OP si riferisse a una pompa di calore geotermica, a volte chiamata pompa di calore geotermica. Non hai nemmeno menzionato l'uso diretto di fluidi geotermici per il riscaldamento o la generazione di energia a bassa temperatura utilizzando fluidi di lavoro volatili. Ultima cosa: puoi fare geotermia convenzionale lontano dai confini delle placche.
@kwinkunks Un GSHP non è geotermico: pompa l'energia solare catturata nella terra.
So di cosa si tratta, il mio punto era che spesso (di solito, nella mia esperienza) viene chiamata [pompa di calore geotermica] (http://en.wikipedia.org/wiki/Geothermal_heat_pump) e quindi viene spesso confusa con l'energia geotermica. La mia prima lettura della domanda mi ha fatto pensare che l'OP potesse parlarne. Ma hai fatto bene a lasciarlo fuori dalla tua risposta.
#2
+10
Peter Jansson
2014-04-16 15:27:47 UTC
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Spiegare la parte delle scienze della terra (il funzionamento di uno scambiatore di calore esula dallo scopo del sito). La Terra si sta essenzialmente raffreddando, perdendo calore dall'interno per conduzione nello spazio. questo flusso di calore può essere utilizzato per riscaldare, ad esempio, l'acqua in profondità poiché la temperatura aumenta con la profondità (significativa) nella crosta terrestre. Non è necessario trovarsi vicino al confine di una placca, sebbene tali posizioni possano avere flussi di calore anomali. Un buon esempio è l'Islanda. Per una piastra ignea, i flussi di calore possono essere in media appena sopra i 40 milliwatt per metro quadrato. Oltre al puro flusso di calore fuori dalla crosta, anche il calore viene generato all'interno del substrato roccioso a causa del decadimento radioattivo. Le misurazioni in Scandinavia mostrano che i flussi di calore possono variare tra 30 e 82 miliwatt per metro quadrato (Näslund et al. 2005).

Quindi dal punto di vista umano esiste una fonte di energia inesauribile a cui è possibile attingere. il punto è usare il terreno mangiato per riscaldare un po 'di liquido, solitamente acqua e utilizzare uno scambiatore di calore (essenzialmente un frigorifero invertito per estrarre, ad esempio, calore per il riscaldamento o acqua calda.

Näslund, J., Jansson, P., Fastook, J., Johnson, J., & Andersson, L. (2005). Dati dettagliati del flusso di calore geotermico distribuiti spazialmente per la modellazione delle temperature basali e della produzione di acqua di fusione al di sotto della calotta glaciale della Fennoscandia. Annals of Glaciology, 40, 95-101. Doi: 10.3189 / 172756405781813582



Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 3.0 con cui è distribuito.
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