Fråga:
Hur fungerar geotermisk uppvärmning?
Kenshin
2014-04-16 11:35:28 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Jag har hört att geotermisk uppvärmning är ett sätt att generera energi från temperaturskillnaden mellan jordens inre lager och jordskorpan. Hur är det möjligt att extrahera denna energi? Måste man vara nära en tektonisk plattgräns för att få tillgång till denna temperaturgradient?

Det går bättre nära en tektonisk plattgräns, men det är möjligt också någon annanstans. Se [ett papper på en borr nära mitt hem] (http://geomedia.cz/data/GMLitVal.pdf).
Kan du klargöra lite? Geotermisk * uppvärmning * är en sak, att generera elektricitet är något annat, att "generera energi" är vagt och låter fysiskt omöjligt. Dessutom är "inre lager av jorden" mot "jordskorpan" ett förvirrande sätt att uttrycka det - vi utnyttjar verkligen inga temperaturgradienter på den skalan.
Håller med @kwinkunks. Värmegradienten befinner sig faktiskt de första kilometerna av skorpan. Något djupare än så och vi skulle inte kunna gräva efter det.
Två svar:
#1
+11
410 gone
2014-04-16 16:27:13 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Det finns för närvarande två sätt att utvinna geotermisk energi: en mainstream, en fortfarande på experiment / demonstrationsnivå.

Pollack et al (2010) uppskattar den globala geoetermiska värmen förlust vid 44 TW (som jämförelse är civilisationens energianvändning cirka 20 TW).

Som USA: s energidepartement noterar, förlitar sig alla metoder på kombinationen av tre faktorer :

  • värme underjordiskt,
  • vätska för att bära värmen till ytan och
  • permeabilitet för att låta vätskan flöda.

Den vanliga geotermiska metoden

Detta händer nära tektoniska plattgränser. Behållare med varm vätska tappas för att föra de heta vätskorna till ytan. Normalt är vätsketemperaturen långt över 100 &degC ;, och kan användas för elproduktion, liksom för uppvärmning.

Den experimentella metoden är Hot Dry Rock

aka Enhanced Geotermiskt system eller EGS.

Som Pavel V. kommenterade, är detta styrt i bland annat Tjeckien och möjliggör utvinning av geotermisk värme från platser som inte ligger nära tektoniska plattans gränser. Från den länken:

det beräknade djupet på ... borrhålet var mellan 2100 och 2500 m. Borrdiametern sträcker sig från 393,7 mm för den övre startdelen till 152 mm vid borrhålsbotten

Ett rör placeras inuti ett annat, inuti borrhålet. Vatten kan sprutas ner i innerröret och återföras genom gapet mellan rören eller tvärtom.

Det papperet återger följande diagram från Šafanda, J., Dědeček, P., Krešl, M., Čermák, V. [2007] Rapport från geotermisk forskning för PVGT-LT1 (på tjeckiska):

enter image description here

Som du kan se är dessa temperaturer mycket lägre , så är olämpliga för elproduktion, eftersom man måste acceptera mycket låga effektiviteter (Carnot's Law). De används för uppvärmning av utrymme och vatten.

Svaret verkar ofullständigt. Det finns mer än två sätt att utnyttja jordens värme. När jag först läste frågan trodde jag att OP hänvisade till en markvärmepump, ibland kallad geotermisk värmepump. Du har inte heller nämnt direkt användning av geotermiska vätskor för uppvärmning eller lågtemperaturproduktion med hjälp av flyktiga arbetsvätskor. Sista sak: du kan göra konventionell geotermisk långt från plattgränserna.
@kwinkunks En GSHP är inte geotermisk: den pumpar solenergi som fångas upp i jorden.
Jag vet vad det är, min poäng var att det ofta (vanligtvis enligt min erfarenhet) kallas en [geotermisk värmepump] (http://en.wikipedia.org/wiki/Geothermal_heat_pump) och därför förväxlas ofta med geotermisk kraft. Min första läsning av frågan fick mig att tro att OP kan prata om det. Men du hade rätt i att lämna det utanför ditt svar.
#2
+10
Peter Jansson
2014-04-16 15:27:47 UTC
view on stackexchange narkive permalink

För att förklara den jordvetenskapliga biten (hur en värmeväxlare fungerar ligger utanför webbplatsens räckvidd). Jorden svalnar i huvudsak och förlorar värme från det inre genom ledning till rymden. detta värmeflöde kan användas för att värma, till exempel vatten på djupet eftersom temperaturen ökar med (betydande) djup i jordskorpan. Det är inte nödvändigt att vara nära en plattgräns även om sådana platser kan ha anomalt stora värmeflöden. Ett bra exempel är Island. För en vulkanisk platta kan värmeflödena vara i genomsnitt strax över 40 milliwatt per kvadratmeter. Förutom ren värmeströmning från skorpan genereras också värme i berggrunden på grund av radioaktivt sönderfall. Mätningar i Skandinavien visar att värmeflödena kan variera mellan 30 och 82 miliwatt per kvadratmeter (Näslund et al. 2005).

Det finns alltså ur ett mänskligt perspektiv en outtömlig energikälla som kan utnyttjas. poängen är att använda marken för att värma upp lite vätska, vanligtvis vatten och använda en värmeväxlare (i huvudsak ett omvänd kylskåp för att extrahera till exempel värme för uppvärmning eller varmvatten.

Näslund, J., Jansson, P., Fastook, J., Johnson, J., & Andersson, L. (2005). Detaljerade rumsligt fördelade geotermiska värmeflöden för modellering av basala temperaturer och smältvattenproduktion under det Fennoskandiska isarket. Annaler om glaciologi, 40, 95-101. Doi: 10.3189 / 172756405781813582



Denna fråga och svar översattes automatiskt från det engelska språket.Det ursprungliga innehållet finns tillgängligt på stackexchange, vilket vi tackar för cc by-sa 3.0-licensen som det distribueras under.
Loading...