4 мин. чтения
9/21/2023 10:43:42 AM

Новый подход может помочь извлечь больше тепла из геотермальных резервуаров

Article Preview Image Чтобы произвести более эффективные геотермальные системы, исследователи предложили процесс, называемый методом настройки проводимости перелома.Этот подход включает в себя предотвращение холодной воды и позволяет горячей воде течь через переломы - как изображенные здесь - в глубоководстве.Кредит: Араш Дахи Талегани

Геотермальная жара предлагает многообещающий источник возобновляемой энергии с почти нулевыми выбросами, но остается относительно дорогим вариантом для выработки электроэнергии.По словам исследователей, новый метод, предложенный учеными штата Пенсильвания, может помочь предотвратить «короткие замыкания», которые могут привести к тому, что геотермальные электростанции остановили производство, что потенциально повысит эффективность геотермальной энергии.

Они опубликовали работу в журнале Energy.

«Общественное восприятие геотермальной, поскольку, поскольку оно возобновляется, мы должны быть в состоянии производить из этих ресурсов бесконечно»,-сказал совместный автор Араш Дахи Талегани, профессор нефтяной инженерии в штате Пенн.«На практике это не работает так. Здесь мы предложили решение, которое могло бы помочь преодолеть серьезную проблему в этой области».

Усовершенствованные геотермальные системы включают в себя инъекцию холодной воды в горячую сухой породы глубоко под землей.Вода проходит через переломы в скале и нагревается, и производственные скважины затем накачивают нагретую жидкость на поверхность, где электростанция превращает ее в электричество.

Тем не менее, широкие переломы могут позволить большим объемам воды слишком быстро перемещаться, чтобы достаточно нагреться, прежде чем достичь добычи из производственных скважин.По словам ученых, жидкость прохладной продукции воздействует на эффективность электростанции и может поставить под угрозу экономику проекта.

«С этими проектами вы можете получить прорывы в холодной воде»,-сказал Дахи Талегани.«По сути, вода берет ярлык, проходящий через резервуар. И поскольку у воды нет возможности нагреть, она может в основном коротко закручивать систему».

По словам ученых, производители пытаются предотвратить эти ярлыки, прежде чем они образуются, регулируя, сколько воды циркулирует через систему или потенциально выключая производство.Это означает, что растение не может производиться непрерывно, что было бы основным преимуществом геотермального тепла по сравнению с другими источниками возобновляемых источников энергии, таких как солнечная энергия и ветер.

Вместо этого исследователи предложили добавить материалы или химические вещества в жидкость, перекачиваемую в резервуар, который будет автономно контролировать поток изнутри самой породы.Процесс, называемый методикой настройки проводимости перелома, включает добавление материалов, которые могут изменить свойства с температурой, препятствуя холодной воде и позволяя горячей воде течь через переломы.

«Все эти вещи происходят внутри камня - у нас нет доступа, и это настолько жарко, и давление настолько высокое, что у вас не может быть клапана или датчика», - сказал Дахи Талегани.«Но с помощью этого метода мы можем добавить что -то, что в основном действует как автономный регулятор, уменьшая жидкость, проходящую через каждый перелом, когда некоторые части резервуара простужаются и отпускают ее, если жарко».

Цель состоит в том, чтобы более равномерно распространять поток по всему водохранилищам, чтобы увеличить тепло от камней до производственных скважин и предотвратить ярлыки, которые позволяют прохладной воде спешить в производственные скважины, в то время как тепло остается в недостаточно используемых частях резервуара, по словам ученых, по словам ученых.Полем

Используя методы моделирования, команда обнаружила, что процесс может увеличить кумулятивную экстракцию тепла на повышенном геотермальном участке более чем на 65% в течение 50 лет производства и может предотвратить ранние появления прорывов холодной воды.

«Эти результаты подтверждают значительные улучшения в энергии, которые можно собирать с помощью этой техники»,-сказал соавтор Qitao Zhang, кандидат в докторскую деятельность в Департаменте энергетической и минеральной инженерии Джона и Вилли Леоне и соавтором.«Мы предлагаем эффективный подход, контролируя поток глубоко внутри резервуара».

По словам ученых, резервуары с высокой плотностью перелома и связью, как и сложные геологии, обнаруженные в реальных условиях, могут дать еще лучшие результаты.

Команда разработала полевой корпус, отображая сети переломов из камня обнажения в национальном парке Архс в штате Юта и обнаружили, что, если они применяют свою технику в этой реальной геологии, это обеспечит дополнительное извлечение тепла 101% за 50 лет.производство.

«Эта технология может быть использована для того, чтобы сделать возобновляемые источники энергии экономически эффективными и конкурентоспособными с другими источниками энергии»,-сказал Дахи Талегани.«Это показывает, что в подповерхностной поверхности все еще существуют огромные энергетические ресурсы, которые мы можем использовать, не повреждая нашу окружающую среду».

Больше информации: Qitao Zhang и др.Doi: 10.1016/j.energy.2023.128163

Получи бесплатную еженедельную рассылку со ссылками на репозитории и лонгриды самых интересных историй о стартапах 🚀, AI технологиях 👩‍💻 и программировании 💻!
Присоединяйся к тысячам читателей для получения одного еженедельного письма

Подписывайся на нас:

Нашли ошибку в тексте? Напишите нам.

Добавляй ЛРНЧ в свою ленту Google Новостей.
Читайте далее 📖

Исследователи приближаются к зеленому водороду через электролиз воды

7/13/2024 · 4 мин. чтения

Исследователи приближаются к зеленому водороду через электролиз воды

Риски для здоровья при переходе кораблей с дизельного на аммиачное топливо

7/12/2024 · 4 мин. чтения

Риски для здоровья при переходе кораблей с дизельного на аммиачное топливо