Những tiến bộ trong kho lưu trữ năng lượng nhiệt sử dụng nhiệt địa nhiệt

Năng lượng địa nhiệt đã được công nhận từ lâu là một nguồn điện điện điện không ổn định, ít carbon, nhưng một trong những giới hạn lịch sử của nó là sự tương xứng giữa việc sản xuất nhiệt và nhu cầu cao nhất. Những tiến bộ gần đây trong việc lưu trữ năng lượng nóng (Gracate) đang được kết hợp với hệ thống địa nhiệt đang loại bỏ, cho phép các cơ sở công nghiệp, và mạng lưới nhiệt độ tăng cường để thu hút nhiệt độ và giải phóng nó chính xác khi cần thiết. Những sự phát triển này rất quan trọng khi mạng lưới hấp thụ nhiều biến đổi và nhiệt và làm mát hơn nữa lượng tiêu dùng năng lượng toàn cầu.

Công việc lưu trữ năng lượng nhiệt nhiệt như thế nào

Địa nhiệt TES chứa năng lượng quá mức từ nguồn địa nhiệt -- hoặc là tự nhiên xảy ra nước nóng/sram hoặc nhiệt được chiết xuất thông qua hệ thống hô hấp đóng kín - để sử dụng sau này. chất lỏng này tạo ra năng lượng từ tiêu thụ, cho phép tiếp tục, truyền nhiệt liên tục, có thể gửi ngay cả khi xuất địa nhiệt thay đổi hoặc cần thiết. Nguyên tắc đơn giản là: bơm nhiệt vào một hồ chứa hoặc dung tích nhỏ hoặc lưu trữ trong thời gian ít, sau đó chiết xuất nó. Trong thực tế, các thử nghiệm nhiệt xung quanh cơ quan, lưu trữ và chi phí được giải quyết thông qua đổi mới.

Cấu hình lưu trữ chính chi phối khung cảnh: kho nhiệt lưu trữ (ATES), kho lưu trữ năng lượng (BBBS), hang động hoặc kho chứa hố. Mỗi cái có những đặc điểm địa chất riêng biệt và hiệu suất.

Cần phải có kho lưu trữ năng lượng nhiệt (ATES)

Một hệ thống lọc nước tự nhiên sử dụng một quia cơ bản như cả trung tâm lưu trữ lẫn hệ thống dự trữ thay đổi nhiệt. Thông thường, một hai giếng được khoan - một để tiêm nước nóng trong khi sạc điện, một để lấy trong khi giải phóng. Một phương pháp khác để khai thác trong quá trình giải phóng. Một tiến bộ gần đây bao gồm các thiết kế đóng cửa Aclocilocical Acition (cơ quan hóa sinh vật lý) mà giảm thiểu các phản ứng địa lý và co giật, và sự tích hợp của các thuật toán có khả năng kiểm soát hiệu hóa và hướng ưu tiên mà tiêm/ hướng. Ở Hà Lan, nơi mà hệ thống vận hành ở quy mô, các dự án thường xuyên mới đạt được hiệu suất lưu trữ theo mùa độ cao của 70%.

Kho lưu trữ năng lượng nhiệt Borehole (BBSP)

Các khu vực lân cận sử dụng các ổ khoan dọc - khoảng 100 đến 300 mét chất lỏng thay đổi nhiệt độ được lưu thông qua đường ống UGlop. Các khu đất xung quanh hoạt động như là trung tâm lưu trữ. Các hệ thống tạo nhiệt độ cao, trong các chất lỏng nhiệt độ cao và vật liệu đồ thị có độ dày đặc đã cải thiện đáng kể các chất thải nhiệt chuyển hóa. Các trường lớn hơn BGrater BG, chẳng hạn như ở khu vực Mặt trời trên vùng đồng bằng Drake ở Canada (theo mùa nóng mặt trời), cho thấy các nguyên tắc tương tự áp dụng trực tiếp cho nhiệt độ địa nhiệt địa nhiệt, với độ ẩm và độ ẩm độ ẩm bị hạn chế cho khu vực địa chất.

Name

Nơi mà các nhà nghiên cứu không thích hợp, các hang động được xây dựng - các hang động được thải ra trong đá hay các hố có đường thẳng - có thể chứa nước nóng hoặc hơi nước nóng ở nhiệt độ cao (có thể 200 °C). Các tiến bộ trong việc cách nhiệt bê tông và công nghệ màng linh hoạt đã giảm tỷ lệ mất nhiệt xuống dưới 1% mỗi ngày, làm cho kho dự trữ dài hạn định. Thị trấn Áo của Theoi háu đã vận hành một kho lưu trữ 50.000m3 kết nối với mạng lưới nhiệt địa nhiệt từ năm 2019, dự trữ dư mùa đông cho nhu cầu.

Những đột phá kỹ thuật gần đây

Ba lĩnh vực của sự đổi mới đang thúc đẩy sự cải tiến hiệu suất và giảm giá trên tất cả các loại lưu trữ: tăng cường trao đổi nhiệt, kiểm soát và điều khiển thông minh, và phương pháp lai tạo kết hợp địa nhiệt TES với công nghệ bổ sung.

Bộ giao dịch nhiệt trên hố sâu cải thiện

Ví dụ, các ống polyethlene đa dạng và nhiệt độ trong khi chống lại sự tăng cường. [FLT: 0] Các ống nhiệt trao đổi [FLT: 1] [FLT: 1] giảm áp suất và giảm hiệu suất nhiệt lượng xuống 20% [FLT:] so với cấu hình tăng gấp đôi của máy gia tốc độ cao. Các nhà sản xuất cũng đang di chuyển ra trước khi xây dựng, các đơn vị nhà máy sản xuất chịu đựng các lỗ hổng cắt giảm thời gian và giảm nguy cơ bị hỏng.

Bộ theo dõi và điều khiển thông minh

Cảm biến nhiệt độ phân tán (DTS) dùng dây cáp sợi được lắp dọc theo vỏ hồ chứa nước, cung cấp hồ sơ nhiệt độ thật sự trong suốt chiều sâu. Kết hợp với Internet của các vật (IoT) để cảm biến lưu thông, áp suất và hóa chất nước, người điều chỉnh có thể điều chỉnh chương trình sạc và thay đổi thời gian biểu năng động. Máy học toán học dự báo nhiệt độ và tốc độ bơm tối ưu, vị trí van và nhiệt độ tiêm. Kết quả: 10–15% cải thiện trong hệ thống tổng thể, cộng sự giảm thiểu năng lượng.

Giải pháp kho lưu trữ lai

Thí dụ, một hệ thống có thể chứa nhiệt độ vừa phải (50–90°C) trong một yêu cầu về nhiệt độ không gian, trong khi sử dụng một vòng nóng chảy hoặc thay đổi giai đoạn (PCM) cho nhiệt độ công nghiệp cao (FLTT: 0) trong cơ quan năng lượng tái tạo (RETA) [FT1] [FT1] [ĐT1] đã tô sáng các vật liệu lai địa lý địa lý (PMM) như một con đường lưu trữ nhiệt và năng lượng cao cho các phi công đầu tiên của Đức và hơn 85%).

Lợi ích chính của địa nhiệt cao

Những bước nhảy công nghệ này chuyển thành lợi thế có thể đo lường cho các nhà phát triển năng lượng, tiện ích, và kết thúc người dùng.

Sự hợp nhất và sự thành đạt gia tăng

Bằng cách dự trữ nhiệt quá mức trong những lúc cần thiết thấp, các nhà máy địa nhiệt có thể hoạt động với những yếu tố năng lượng cao hơn 90% so với việc bị cắt giảm. hơn là lưu trữ hàng mùa cho phép nhiệt được tạo ra vào mùa hè để đáp ứng các vật liệu sưởi ấm mùa đông, biến một nguồn tải cơ bản thành một nguồn có thể sử dụng được. các hệ thống hiện đại của A-B-B-O-P-P-P-D-B tương đương với những nhà máy nhiệt tự nhiên tự nhiên có nguồn gốc từ một nguồn gốc đến các nguồn gốc.

Dịch vụ mạng và độ tương thích tăng lên

Địa nhiệt TES có thể cung cấp khả năng tích hợp, linh hoạt cho mạng lưới nhiệt địa hạt, giảm sự phụ thuộc vào các nồi hơi hơi hơi nóng trên đỉnh. Trong khí hậu lạnh, nhiệt độ có thể được phát tán trong nhiều ngày để che phủ các sự kiện thời tiết cực đoan. Kết hợp với máy bơm nhiệt độ nhiệt độ, nhiệt độ địa nhiệt lưu cũng có thể hỗ trợ các chương trình phản ứng bên cạnh, giúp cân bằng mạng lưới điện với sự xâm nhập nhiều năng lượng tái tạo. Theo tờ điện [FL: 0].S. Bộ năng lượng [FL: 0].

Giảm thiểu thời gian sống trong hệ thống

Trong khi chi phí đầu tư để khoan, trao đổi nhiệt, và hệ thống điều khiển vẫn còn quan trọng, thì các thiết bị dài hơn trong 40 năm để giữ được các ống khoan khoan khoan, và việc bảo trì từ vật liệu tiên tiến làm giảm giá được mức nhiệt độ dự trữ.

Lợi thế môi trường và điều kiện

Geo nhiệt TES loại bỏ khí thải trực tiếp và giảm lượng carbon nóng bằng 70–90% so với khí đốt tự nhiên, nó cũng tránh xung đột về đất liền liên quan đến việc lưu trữ bề mặt và có thể được triển khai bên dưới cơ sở hạ tầng hiện có. nhiều thẩm quyền, bao gồm cả Đức và Hà Lan, bao gồm kho nhiệt lượng dưới lòng đất trong các động cơ sưởi tái tạo và các cơ sở hạ tầng xanh.

Những thử thách và con đường phía trước

Mặc dù vẫn còn nhiều chướng ngại vật, nhưng sự biến đổi đáng kể về mặt địa chất có nghĩa là mỗi nơi cần phải khám phá kỹ lưỡng--sự khảo sát của chủ nghĩa địa chất, khoan, và sự hình thành thủy tinh-- thêm nhiều tháng để dự đoán dòng thời gian. các khuôn khổ điều chỉnh cho kho nhiệt ngầm vẫn đang tiến hóa đặc biệt liên quan đến quyền hạ thấp không gian và nước ngầm. chi phí khoan vẫn là vốn chủ yếu; những kỹ thuật khoan mới được mượn từ dầu và khí đốt, như ống dẫn và khoan, đang được điều chỉnh để giảm chi phí.

Thứ tự ưu tiên nghiên cứu bao gồm việc phát triển các thiết kế kiểu lỗ lỗ lỗ mũi chuẩn, cải thiện khả năng tăng nhiệt độ lâu dài trong các hình dạng ít hiệu quả, và tạo ra các công cụ mô phỏng mã nguồn mở để dự đoán chính xác. Hiệp hội địa nhiệt quốc gia (IGA) [FLT: 1] đã khởi động một nhóm làm việc tận tụy về nhiệt lưu trữ để phối hợp những nỗ lực này.

Sự trông mong trong tương lai và sự khinh thường

Dự án thị trường từ tài chính mới năng lượng của hãng New Power cho thấy rằng năng lượng địa nhiệt toàn cầu có thể tăng từ 2 giờ sáng ngày hôm nay lên 25 GWth đến 2035, được điều khiển phần lớn bởi nhiệt độ địa hạt ở Châu Âu và Bắc Mỹ, cộng với nhu cầu nhiệt ở Trung Quốc. các dự án phi công kết hợp địa nhiệt TES với năng lượng mặt trời tập trung ở Tây Ban Nha và Hoa Kỳ.

Tiến triển trong việc sinh đôi số - nơi mà một mô hình ảo thời gian thực sự của hệ thống lưu trữ được cập nhật liên tục với dữ liệu cảm biến - sẽ cho phép các nhà điều hành tối ưu hóa các thời gian nạp/giải pháp và dự đoán nhu cầu. gắn kết địa nhiệt với trí thông minh nhân tạo có thể mở rộng các lợi ích khác, làm cho công nghệ cạnh tranh với pin phản ứng nhiệt hạch để thay đổi tải nhiệt độ, với một phần nhỏ của chi phí trên một kWh năng lượng lưu trữ.

Cuối cùng, sự tạo dựng của nhiệt độ nhiệt độ đại diện cho một mảnh quan trọng của câu đố phân hủy carbon hóa một cách lưu trữ nhiệt giá rẻ, ở quy mô, dưới lòng đất, sử dụng công nghệ đã được chứng minh. với sự hợp tác liên tục giữa các tổ chức nghiên cứu, công ty năng lượng, và các nhà hoạch định chính sách, khu vực địa nhiệt TES được định vị thành một nền tảng của sự chuyển đổi năng lượng sạch toàn cầu.