Spørgsmål:
Hvordan fungerer geotermisk opvarmning?
Kenshin
2014-04-16 11:35:28 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Jeg har hørt, at geotermisk opvarmning er en måde at generere energi ud fra temperaturforskellen mellem de indre lag på jorden og jordskorpen. Hvordan er det muligt at udvinde denne energi? Skal man være tæt på en tektonisk pladegrænse for at få adgang til denne temperaturgradient?

Det går bedre nær en tektonisk pladegrænse, men det er også muligt andre steder. Se [et papir på en boremaskine i nærheden af ​​mit hjem] (http://geomedia.cz/data/GMLitVal.pdf).
Kan du afklare lidt? Geotermisk * opvarmning * er én ting, at generere elektricitet er noget andet, 'at generere energi' er vagt og lyder fysisk umuligt. Hvad mere er, 'indre lag af jorden' vs 'jordskorpe' er en forvirrende måde at udtrykke det på - vi udnytter bestemt ikke nogen temperaturgradienter på den skala.
Enig med @kwinkunks. Varmegradienten er faktisk i de første par kilometer af skorpen. Noget dybere end det, og vi ville ikke være i stand til at grave efter det.
To svar:
410 gone
2014-04-16 16:27:13 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Der er i øjeblikket to måder at udvinde geotermisk energi på: en mainstream, en stadig på eksperimentelt / demonstrationsniveau.

Pollack et al (2010) estimerer den globale geoethermiske varme tab ved 44 TW (til sammenligning er civilisationens energiforbrug ca. 20 TW).

Som USA's energiministerium bemærker er alle metoder afhængige af kombinationen af ​​tre faktorer :

  • varme under jorden,
  • væske til at føre varmen til overfladen, og
  • permeabilitet for at lade væsken strømme.

Den almindelige geotermiske metode

Dette sker tæt på tektoniske pladegrænser. Beholdere af varm væske tappes for at bringe de varme væsker til overfladen. Normalt er væskernes temperatur langt over 100 &degC; og kan bruges til elproduktion såvel som til opvarmning.

Den eksperimentelle metode er Hot Dry Rock

aka Enhanced Geotermisk system eller EGS.

Som Pavel V. kommenterede, bliver dette blandt andet styret i Tjekkiet og muliggør ekstraktion af geotermisk varme fra steder, der ikke er tæt på tektoniske pladegrænser. Fra dette link:

den forventede dybde af ... borehullet var mellem 2100 og 2500 m. Borediameteren varierer fra 393,7 mm for den øverste øvre sektion til 152 mm ved borehulbunden

Et rør er placeret inde i et andet, inde i borehullet. Vand kan injiceres ned i det indre rør og returneres op gennem afstanden mellem rørene eller omvendt.

Dette papir gengiver følgende skema fra Šafanda, J., Dědeček, P., Krešl, M., Čermák, V. [2007] Rapport fra geotermisk forskning for PVGT-LT1 (på tjekkisk):

enter image description here

Som du kan se, er disse temperaturer meget lavere , så de er uegnede til elproduktion, fordi man skal acceptere meget lave effektivitetsgevinster (Carnot's Law). De bruges til rum- og vandopvarmning.

Dette svar synes ufuldstændigt. Der er mere end to måder at udnytte jordens varme på. Da jeg først læste spørgsmålet, troede jeg, at OP henviste til en jordkildevarmepumpe, undertiden kaldet en geotermisk varmepumpe. Du har heller ikke nævnt direkte brug af geotermiske væsker til opvarmning eller lavtemperaturproduktion ved hjælp af flygtige arbejdsvæsker. Sidste ting: du kan gøre konventionel geotermisk langt fra pladegrænser.
@kwinkunks En GSHP er ikke geotermisk: den pumper solenergi fanget i jorden.
Jeg ved hvad det er, mit pointe var, at det ofte (normalt efter min erfaring) kaldes en [geotermisk varmepumpe] (http://en.wikipedia.org/wiki/Geothermal_heat_pump) og derfor ofte forveksles med geotermisk kraft. Min første læsning af spørgsmålet fik mig til at tro, at OP måske talte om det. Men du havde ret i at lade det være ude af dit svar.
Peter Jansson
2014-04-16 15:27:47 UTC
view on stackexchange narkive permalink

For at forklare den jordvidenskabelige bit (hvordan en varmeveksler fungerer ligger uden for webstedets anvendelsesområde). Jorden køler i det væsentlige og mister varme fra det indre gennem ledning til rummet. denne varmestrøm kan bruges til opvarmning, for eksempel vand i dybden, da temperaturen stiger med (betydelig) dybde i jordskorpen. Det er ikke nødvendigt at være i nærheden af ​​en pladegrænse, selvom sådanne placeringer kan have unormalt store varmestrømme. Et godt eksempel er Island. For en stikkende plade kan varmestrømmen gennemsnitlig være lige over 40 milliwatt pr. Kvadratmeter. Ud over ren varmestrøm fra skorpen genereres der også varme i grundfjeldet på grund af radioaktivt henfald. Målinger i Skandinavien viser, at varmestrømme kan variere mellem 30 og 82 miliwatt pr. Kvadratmeter (Näslund et al. 2005).

Derfor er der fra et menneskeligt perspektiv en uudtømmelig energikilde, der kan udnyttes. pointen er at bruge jorden til at opvarme noget væske, normalt vand og bruge en varmeveksler (i det væsentlige et omvendt køleskab til f.eks. ekstrahering af varme til opvarmning eller varmt vand.

Näslund, J., Jansson, P., Fastook, J., Johnson, J., & Andersson, L. (2005). Detaljerede rumligt fordelte geotermiske varmestrømningsdata til modellering af basaltemperaturer og smeltevandsproduktion under det fennoskandiske isark. Annaler om glaciologi, 40, 95-101. Doi: 10.3189 / 172756405781813582



Denne spørgsmål og svar blev automatisk oversat fra det engelske sprog.Det originale indhold er tilgængeligt på stackexchange, som vi takker for den cc by-sa 3.0-licens, den distribueres under.
Loading...