پیشرفت در راه حل های ذخیره سازی انرژی حرارتی با استفاده از Geo Heat

انرژی زمین گرمایی مدتهاست که به عنوان یک منبع پایدار و کم کربن شناخته شده است، با این حال یکی از محدودیت های تاریخی آن عدم تطابق بین تولید گرما و تقاضای اوج است. پیشرفت های اخیر در ذخیره سازی انرژی حرارتی (TES) یکپارچه با سیستم های زمین گرمایی حذف این مانع، فعال سازی خدمات، امکانات صنعتی و شبکه های گرمایش منطقه برای جذب گرمای اضافی و انتشار آن دقیقا زمانی که این نیاز است به عنوان توسعه های حیاتی انرژی و خنک کننده بیشتر به عنوان مصرف جهانی نزدیک به عنوان نیمی از نیمی از مصرف انرژی های تجدید پذیر و خنک کننده و خنک کننده.

چگونه ذخیره سازی انرژی حرارتی زمین گرمایی کار می کند

Geoblo TES انرژی حرارتی اضافی را از منابع زمین گرمایی ذخیره می کند - یا به طور طبیعی آب گرم / تیم یا گرما استخراج شده از طریق سیستم های حلقه بسته - برای بعدا استفاده می شود.این تولید انرژی جدا شده از مصرف، اجازه می دهد تحویل مداوم، ارسال گرما حتی زمانی که خروجی زمین گرمایی نوسان یا تقاضا افزایش می یابد، اصل ساده است: تزریق گرما به یک زیر مخزن یا ذخیره سازی متوسط در طول دوره های تعمیر و سپس استخراج هزینه، و در اطراف آن، و در اطراف آن، روش های تعمیر و یا حذف هزینه های مهندسی صرفه جویی در اطراف آن، و یا روش های تعمیر و یا حذف آن، روش های تعمیر و سپس.

سه پیکربندی اولیه ذخیره سازی بر چشم انداز تسلط دارند: ذخیره سازی انرژی حرارتی (ATES)، ذخیره سازی انرژی حرارتی سوراخ (BTES)، و غار یا ذخیره سازی سوراخ، هر کدام دارای الزامات زمین شناسی و ویژگی های عملکردی متمایز هستند.

ذخیره سازی انرژی حرارتی (ATES)

ATES از آب های زیرزمینی طبیعی به عنوان هر دو ذخیره سازی و مخزن تبادل گرما استفاده می کند.به طور معمول، یک جفت چاه حفاری شده است - یکی برای تزریق آب گرم در هنگام شارژ، دیگری برای استخراج در طول تخلیه، خود aquiexit حجم ذخیره سازی را فراهم می کند.

ذخیره سازی انرژی حرارتی (BTES)

BTES از آرایه های سوراخ های عمودی استفاده می کند - اغلب 100 تا 300 متر عمق - پر از مایع حرارتی تبادل گردش از طریق لوله کشی U-loop. سنگ اطراف یا خاک به عنوان عمق ذخیره سازی عمیق است که در بالا گرم کردن زمین های گرم مانند انبارهای حرارتی و مواد پشت پرده گرافیتی به طور قابل توجهی بهبود می یابد نرخ انتقال حرارت بزرگ BrTES، که به طور مستقیم نشان می دهد که در محیط زیست خاص (به طور مستقیم نشان می دهد).

Rock Cavern و Pit Storage

در جایی که یک حفره های مهندسی نشده و مناسب هستند – که در صخره یا گودال های پهن پوشانده شده اند – می توانند آب گرم یا بخار را در دمای بالا ذخیره کنند (تا 200 درجه سانتیگراد) پیشرفت هایی در لایه های بتنی عایق شده و تکنولوژی غشای انعطاف پذیر، میزان کاهش گرما را به زیر 1٪ در روز کاهش داده و ذخیره سازی طولانی مدت را انجام داده است.

پیشرفت های تکنولوژیکی اخیر

سه حوزه نوآوری در حال پیشرفت عملکرد و کاهش هزینه در همه انواع ذخیره سازی هستند: مبدل های حرارتی پیشرفته، نظارت هوشمند و کنترل، و رویکردهای هیبریدی که TES زمین گرمایی را با فن آوری های مکمل جفت می کنند.

دانلود بازی Borehole Heat Converter

لوله های پلی اتیلن متعارف توسط طرح های محوری و مبدل حرارتی پیشرفته جایگزین می شوند لوله های ضد فولاد را کاهش می دهد، به عنوان مثال، افزایش تلاطم و انتقال گرما در حالی که مقاومت در برابر مقیاس پذیری مقیاس پذیری استاندارد مبدل های حرارتی دو محور [FLT1] کاهش فشار و می تواند عملکرد حرارتی را تا 20 -30٪ بهبود بخشد در مقایسه با نقص های استاندارد نصب دو برابر، زیرا دستگاه های نصب زمان نصب و همچنین کاهش می یابد.

نظارت هوشمند و سیستم های کنترل

سنجش دمای توزیع شده (DTS) با استفاده از کابل های فیبر نوری نصب شده در امتداد کاتترهای سوراخ شده در حال حاضر پروفایل های دمای زمان واقعی را در سراسر عمق کل فراهم می کند. همراه با سنسورهای اینترنت اشیا (IoT) برای سرعت جریان، فشار و شیمی آب، اپراتورهای می توانند برنامه های پویا را تنظیم و تخلیه کنند.

راه حل های Hybrid Storage Solutions

ادغام ژئوترمال TES با رسانه های ذخیره سازی دیگر می تواند بر محدودیت های دما غلبه کند. [برای مثال، یک سیستم ممکن است حرارت متوسط (50-90 درجه سانتیگراد) را در یک راهرو برای گرمایش فضایی ذخیره کند، در حالی که استفاده از حلقه ذوب شده یا مواد تغییر فاز (PCM) برای گرمای بالا یا تولید برق صنعتی برجسته شده است.

مزایای کلیدی پیشرفته ژئوترمال TES

این جهش های تکنولوژیکی به مزایای قابل اندازه گیری برای توسعه دهندگان پروژه انرژی، خدمات و کاربران نهایی تبدیل می شوند.

افزایش بهره وری و ظرفیت فاکتور

با ذخیره گرمای اضافی در دوره های تقاضای کم، گیاهان زمین گرمایی می توانند در عوامل ظرفیت بالاتر - اغلب بیش از 90٪ - به جای اینکه محدود شوند، ذخیره سازی فصلی اجازه می دهد تا گرما تولید شده در تابستان برای پاسخگویی به بارهای گرمایش زمستانی، به طور موثر تبدیل یک منبع ذخیره سازی پایه به یک منبع قابل ارسال.

قابلیت اطمینان پیشرفته و خدمات Grid

Geoblo TES می تواند ظرفیت محکم و انعطاف پذیر شبکه های گرمایش منطقه را فراهم کند، کاهش وابستگی به دیگ بخار گاز با سرعت بالا، در آب و هوای سرد، گرما ذخیره شده را می توان در طول چند روز منتشر کرد تا رویدادهای شدید آب و هوایی را همراه با پمپ های حرارتی، گرمای زمین گرمایی ذخیره شده همچنین می تواند از برنامه های پاسخ تقاضا پشتیبانی کند، کمک به تعادل شبکه های برق با نفوذ های انرژی بالا (F0: ایالات متحده).

کاهش هزینه در زمان زندگی سیستم

در حالی که هزینه های سرمایه جلو برای حفاری، مبدل های حرارتی و سیستم های کنترل قابل توجه باقی می مانند، طول عمر تجهیزات طولانی تر (۴۰ سال برای آرایه های سوراخ کننده به خوبی نگهداری شده) و کاهش نگهداری از مواد پیشرفته هزینه های سطح شده از گرما ذخیره شده را کاهش می دهد. شورای انرژی زمین گرمایی اروپا گزارش می دهد که همراه با صرفه جویی عملیاتی از خرید سوخت اجتناب شده، ژئوترالTES پیشرفته می تواند دوره های گرمایش 5 تا 8 سال را پرداخت کند.

مزایای زیست محیطی و نظارتی

ژئوترمال TES انتشار مستقیم احتراق را از بین می برد و رد پای کربن گرمایش را تا 70-90٪ در مقایسه با گاز طبیعی کاهش می دهد، همچنین از درگیری های استفاده از زمین مرتبط با ذخیره سازی سطح جلوگیری می کند و می تواند در زیر زیرساخت های موجود، از جمله آلمان و هلند، در حال حاضر شامل ذخیره سازی حرارتی زیرزمینی در مشوق های گرمایش تجدید پذیر و چارچوب های پیوند سبز است.

چالش ها و مسیر به جلو

علی رغم حرکت قوی، موانع قابل توجه باقی مانده است. زمین شناسی تنوع پذیری بدان معنی است که هر سایت نیاز به اکتشاف کامل دارد - نظرسنجی های تجربی، حفاری تست و مدل سازی هیدروژئولوژیک - ماه ها به جدول زمانی پروژه اضافه می شود. چارچوب های تنظیم مقررات برای ذخیره سازی حرارتی زیرزمینی هنوز در حال تکامل هستند، به ویژه در مورد حقوق زیر سطح فضای منافذ و حفاظت از حفاری همچنان هزینه های جدید حفاری است؛ و تکنیک های حفاری نفت به عنوان بیت های برش پایین تر، و تصفیه شده است، به عنوان قطعات حفاری، به عنوان قطعات حفاری نفت، به عنوان قطعات حفاری، و قطعات حفاری، به عنوان قطعات حفاری، به عنوان قطعات حفاری، به عنوان قطعات حفاری، به عنوان قطعات حفاری، به عنوان قطعات حفاری، به عنوان قطعات حفاری، به عنوان قطعات حفاری، به عنوان قطعات حفاری، به عنوان قطعات حفاری، و قطعات حفاری های تعمیر و قطعات حفاری، به عنوان قطعات حفاری های برش داده شده است.

اولویت های تحقیقاتی شامل توسعه طرح های آرایه ای از پیش بینی های ماژولار استاندارد، بهبود حفظ حرارتی طولانی مدت در شکل گیری های کم توان، و ایجاد ابزارهای شبیه سازی منبع باز برای پیش بینی دقیق عملکرد، ] انجمن بین المللی زمین گرمایی (IGA) [FLT 1 یک گروه کار اختصاصی را برای ذخیره سازی حرارتی برای هماهنگ کردن این تلاش ها راه اندازی کرده است.

چشم انداز آینده و مقیاس

پیش بینی های بازار از بلومبرگ جدید انرژی مالی نشان می دهد که ظرفیت جهانی ژئوترمال TES می تواند از حدود 2 گیگاوات امروز تا 25 گیگاوات تا 2035 افزایش یابد که عمدتا توسط گرمایش منطقه در اروپا و آمریکای شمالی و همچنین تقاضای گرمای صنعتی در چین است.

پیشرفت در بازاریابی دیجیتال - جایی که یک مدل مجازی زمان واقعی سیستم ذخیره سازی به طور مداوم با داده های سنسور به روز می شود - به اپراتورهای اجازه می دهد تا برنامه های شارژ / غیر شارژ را بهینه سازی کنند و نیازهای تعمیر و نگهداری را پیش بینی کنند.Wire geoblo TES با هوش مصنوعی می تواند سود های بیشتر را باز کند، و تکنولوژی را با باتری های لیتیوم یوناسیون برای انتقال حرارتی دیال، در کسری از هزینه های ذخیره شده ذخیره شده.

در نهایت، بلوغ ذخیره سازی انرژی حرارتی زمین گرمایی نشان دهنده یک قطعه حیاتی از پازل de کربناتization است - راهی برای ذخیره گرما ارزان، در مقیاس، زیرزمینی، با استفاده از تکنولوژی که در حال حاضر ثابت شده است.با همکاری مداوم در میان موسسات تحقیقاتی، شرکت های انرژی و سیاستگذاران، بخش ژئوترمال TES قرار دارد به تبدیل شدن به یک سنگ بنای انتقال انرژی پاک جهانی است.