ΓΕΩΘΕΡΜΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Α ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ ΣΤΟ ΥΠΕΔΑΦΟΣ ΚΑΤΑΛΛΗΛΗ ΓΙΑ: ΘΕΡΜΑΝΣΗ & ΗΛΕΚΤΡΟΠΑΡΑΓΩΓΗ ΜΕΣΩ ΤΟΥ ΑΤΜΟΥ, ΟΠΩΣ ΜΕ ΤΗΝ ΣΥΜΒΑΤΙΚΗ ΗΛΕΚΤΡΟΠΑΡΑΓΩΓΗ

Transcript

1 ΓΕΩΘΕΡΜΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Α ΓΕΩΘΕΡΜΙΑ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ ΣΤΟ ΥΠΕΔΑΦΟΣ ΚΑΤΑΛΛΗΛΗ ΓΙΑ: ΘΕΡΜΑΝΣΗ & ΗΛΕΚΤΡΟΠΑΡΑΓΩΓΗ ΜΕΣΩ ΤΟΥ ΑΤΜΟΥ, ΟΠΩΣ ΜΕ ΤΗΝ ΣΥΜΒΑΤΙΚΗ ΗΛΕΚΤΡΟΠΑΡΑΓΩΓΗ 1

2 ΓΕΩΘΕΡΜΙΑ : πώς γίνεται αντιληπτή στην επιφάνεια της Γης 2

3 ΘΕΡΜΕΣ ΠΗΓΕΣ

4 GEYSERS 4

5 Fumaroles Clay Diablo Fumarole (CA) White Island Fumarole New Zealand

6 Ωκεανός-Γεωθερμική ατμίδα Υπέρθερμη πηγή στον πυθμένα του ωκεανού όπου υπάρχουν ηφαιστειακά ρήγματα. Υποστηρίζουν πλούσια ζωή στον γύρω χώρο. 6

7 Αίτνα ΓΕΩΘΕΡΜΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Α 7

8 Έκρηξη ηφαιστείου 8

9 Έκρηξη ηφαιστείου 9

10 ΝΙΣΥΡΟΣ Ο ΚΡΑΤΗΡΑΣ ΤΟΥ ΗΦΑΙΣΤΕΙΟΥ 10

11 Νίσυρος

12 Νίσυρος 12

13 Νίσυρος: Επιφανειακές θερμοκρασίες 13

14 ΤΟ ΕΣΩΤΕΡΙΚΟ ΤΗΣ ΓΗΣ 14

15 Το εσωτερικό της Γης 15

16 Το εσωτερικό δυναμό της Γης 16

17 Θεωρία των τεκτονικών πλακών 17

18 ΤΕΚΤΟΝΙΚΕΣ ΠΛΑΚΕΣ 18

19 Συχνότητα σεισμών 19

20 ΓΕΩΘΕΡΜΙΚΕΣ ΠΕΡΙΟΧΕΣ 20

21 Τι οδηγεί τις γεωτεκτονικές πλάκες 21

22 Η κίνηση των τεκτονικών πλακών 22

23 ΓΕΩΛΟΓΙΚΗ ΠΡΟΪΣΤΟΡΙΑ 23

24 Γεωλογικές μετακινήσεις 24

25 Αποκλίνουσες/συγκλίνουσες/παράλληλα κινούμενες ζώνες 25

26 Κίνηση πλακών Ωκεάνεια και Ηπειρωτική σύκλιση 26

27 Κίνηση πλακών Ωκεάνεια-Ωκεάνεια σύγκλιση 27

28 Κίνηση πλακών Ηπειρωτική-Ηπειρωτική σύγκλιση 28

29 Μεσο-ωκεάνεια Ράχη 29

30 Μεσο-ωκεάνεια Ράχη 30

31 Ισλανδία : Μεσο-Ατλαντικό ρήγμα 31

32 Ισλανδία Επιφανειακή φωτογράφιση ρήγματος 32

33 Ιμαλάϊα 33

34 Κίνηση Ινδικής χερσονήσου 34

35 Η ΓΕΩΘΕΡΜΙΑ Μιά ανανεώσιμη πηγή ενέργειας γιά παραγωγή: Θερμότητας Ηλεκτρισμού

36 τεχνολογία ανακάλυψης ανάπτυξη οργάνων και τεχνικών γεωφυσικές και γεωχημικές μέθοδοι τεχνολογία γεώτρησης από την τεχνολογία γεωτρήσεων πετρελαίου τεχνολογία ταμιευτήρα (υδροθερμικού & ξηρού θερμού πετρώματος) παραγωγικότητα & βιωσιμότητα προσομοίωση ταμιευτήρα φυσική ταμιευτήρα χημεία ταμιευτήρα μελέτη πεδίου τεχνολογία μετατροπής 1. μετατροπή ξηρού ατμού 2. εκτόνωση ατμού 3. διπλού κύκλου υγρά ψύξης τσιμέντο ως υλικό πλήρωσης γεώτρησης σωληνώσεις εναλλάκτη θερμότητας μείγμα αμμωνίας νερού θερμοφυσικές ιδιότητες περιβάλλον περιβαλλοντικές επιπτώσεις, υγεία, ασφάλεια γεωθερμία τα 5 επίπεδα ανάλυσης 37

37 Γεωθερμικό σύστημα: Σχηματική παράσταση 38

38 ΓΕΩΘΕΡΜΙΚΟΣ ΤΑΜΙΕΥΤΗΡΑΣ ΓΕΩΤΡΗΣΗ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΗ ΓΕΩΤΡΗΣΗ 39

39 εξαγωγή θερμότητας Με μια γεώτρηση για ήπια ρευστά Με δύο γεωτρήσεις (για επαναεισαγωγή για την περίπτωση επιβεβαρυμένων ρευστών) 40

40 ΓΕΩΘΕΡΜΙΚΗ ΕΡΕΥΝΑ ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ : ΣΕΙΣΜΙΚΟΤΗΤΑΣ ΒΑΡΥΤΗΤΑΣ ΑΓΩΓΙΜΟΤΗΤΑΣ του εδάφους

41 Μετρήσεις σεισμικότητας Με συνεχή γραμμή τα ανακλώμενα κύματα Με διακεκομένη γραμμή τα κύματα που διεισδύουν σε μεγαλύτερο βάθος. 42

42 Μετρήσεις Βαρύτητας Σχηματική παράσταση μετρήσεων του συντελεστή βαρύτητας, με την υπόθεση ότι βαθύτερα στρώματα είναι πιο πυκνά, με μεγαλύτερο συντελεστή. 43

43 Μετρήσεις ηλεκτρικής αγωγιμότητας Ηλεκτρικό ρεύμα διοχετεύεται στα Α & Β και μετράται η διαφορά τάσης στα Μ και Ν. Όσο μεγαλύτερη η απόσταση μεταξύ Α και Β, τόσο μεγαλύτερο το βάθος της μέτρησης. 44

44 ΓΕΩΛΟΓΙΚΗ ΚΑΙ ΥΔΡΟΓΕΩΛΟΓΙΚΗ ΕΡΕΥΝΑ ΕΝΤΟΠΙΣΜΟΣ ΤΗΣ ΘΕΣΗΣ ΚΑΙ ΤΗΣ ΕΚΤΑΣΗΣ ΠΕΡΙΟΧΩΝ ΓΙΑ ΜΕΛΕΤΗ. ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΤΗΣ ΘΕΣΗΣ ΤΩΝ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΩΝ ΚΑΙ ΠΑΡΑΓΩΓΙΚΩΝ ΓΕΩΤΡΗΣΕΩΝ ΠΡΩΤΗ ΜΟΝΤΕΛΟΠΟΙΗΣΗ ΤΟΥ ΓΕΩΘΕΡΜΙΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΚΑΙ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΤΟΥ ΔΥΝΑΜΙΚΟΥ ΤΟΥ ΤΑΜΙΕΥΤΗΡΑ ΣΥΜΒΟΛΗ ΣΤΗ ΦΑΣΗ ΤΗΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΒΟΗΘΩΝΤΑΣ ΤΟΝ ΜΗΧΑΝΙΚΟ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΚΑΙ ΤΟΝ ΜΗΧΑΝΙΚΟ ΤΟΥ ΤΑΜΙΕΥΤΗΡΑ. 45

45 ΓΕΩΦΥΣΙΚΗ ΕΡΕΥΝΑ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΤΩΝ ΦΥΣΙΚΩΝ ΠΑΡΑΜΕΤΡΩΝ ΤΩΝ ΒΑΘΕΩΝ ΓΕΩΛΟΓΙΚΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ, ΟΠΩΣ: ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΑΓΩΓΙΜΟΤΗΤΑ ΤΑΧΥΤΗΤΑ ΔΙΑΔΟΣΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΩΝ ΚΥΜΑΤΩΝ ΠΥΚΝΟΤΗΤΑ ΜΑΓΝΗΤΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ 46

46 ΓΕΩΧΗΜΙΚΗ ΕΡΕΥΝΑ ΔΕΙΓΜΑΤΟΛΗΨΙΑ ΑΠΟ ΠΗΓΕΣ, ΓΕΩΤΡΗΣΕΙΣ ΧΗΜΙΚΗ ΚΑΙ ΙΣΟΤΟΠΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΝΕΡΟ ή ΝΕΡΟ-ΑΤΜΟΣ? ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ ΤΑΜΙΕΥΤΗΡΑ ΠΡΟΕΛΕΥΣΗ ΝΕΡΟΥ ΑΝΑΠΛΗΡΩΣΗΣ ΤΑΜΙΕΥΤΗΡΑ ΑΛΛΑΓΕΣ ΣΤΗΝ ΣΥΣΤΑΣΗ ΤΩΝ ΡΕΥΣΤΩΝ ΔΙΑΒΡΩΣΗ ΣΩΛΗΝΩΣΕΩΝ ΕΝΑΠΟΘΕΣΗ ΑΛΑΤΩΝ ΣΕ ΣΩΛΗΝΩΣΕΙΣ 47

47 ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΓΙΑ ΤΗΝ ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΤΗΣ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΣ ΣΤΟ ΕΠΑΝΩ ΜΕΡΟΣ ΤΟΥ ΤΑΜΙΕΥΤΗΡΑ ΜΕΤΡΗΣΗ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΩΝ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΓΕΩΘΕΡΜΙΚΩΝ ΚΛΙΣΕΩΝ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΚΗΣ ΘΕΡΜΙΚΗΣ ΡΟΗΣ 48

48 ΓΕΩΤΡΗΣΕΙΣ ΕΙΝΑΙ Η ΤΕΛΙΚΗ ΦΑΣΗ ΤΗΣ ΓΕΩΘΕΡΜΙΚΗΣ ΕΡΕΥΝΑΣ ΚΑΘΟΡΙΖΕΙ ΤΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΟΥ ΤΑΜΙΕΥΤΗΡΑ ΚΑΙ ΤΟ ΔΥΝΑΜΙΚΟ ΤΟΥ Ο ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΤΗΣ ΘΕΣΗΣ ΤΗΣ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΗΣ ΓΕΩΤΡΗΣΗΣ ΕΙΝΑΙ ΜΙΑ ΠΟΛΥ ΕΥΑΙΣΘΗΤΗ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ 49

49 γεωτρύπανο 50

50 ΓΕΩΘΕΡΜΙΑ ΣΤΗΝ ΕΥΡΩΠΗ 51

51 Χαμηλής ενθαλπίας Μέσης ενθαλπίας Υψηλής ενθαλπίας Κατάταξη Γεωθερμικών Πηγών < 90 ο C ο C > 150 ο C Ενθαλπία είναι ένα μέτρο της συνολικής ενέργειας ενός θερμοδυναμικού συστήματος. Συμπεριλαμβάνει την εσωτερική ενέργεια του συστήματος και το θερμοδυναμικό δυναμικό, καθώς και τον όγκο και την πίεση Η ενθαλπία ομογενούς συστήματος ορίζεται : H = U + p * V H U p V η ενθαλπία του συστήματος η εσωτερική ενέργεια του συστήματος η πίεση του συστήματος ο όγκος του συστήματος 52

52 Διάγραμμα ενθαλπίας και πίεσης γιά νερό και ατμό ΠΕΡΙΟΧΕΣ Μία φάση : Νερό Δύο φάσεις : Νερό & ατμός Δύο φάσεις : Υπέρθερμος ατμός (> 100 ο C) 53

53 Χρήσεις Γεωθερμίας- Διάγραμμα Lindal 54

54 ΓΕΩΘΕΡΜΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Α Γεωθερμία Ευρώπη Ηλεκτρισμός (2013) EU-28 (πρόβλεψη 2020) Δυναμικό στην Ευρώπη (2030) 6 TWh 11 TWh 174 TWh 55

55 Γεωθερμία στην Ελλάδα 56

56 Γεωθερμικό τόξο Αιγαίου: Νίσυρος, Σαντορίνη, Μήλος, Σουσάκι Κορινθίας 57

57 ΝΙΣΥΡΟΣ Ο ΚΡΑΤΗΡΑΣ ΤΟΥ ΗΦΑΙΣΤΕΙΟΥ 58

58 Γεωθερμικός ταμιευτήρας 59

59 Γεωθερμία με μικρό θερμοκλινές 60

60 Γεωθερμία με μεγάλο θερμοκλινές 61

61 Γεωθερμία με πολύ μεγάλο θερμοκλινές 62

62 ΤΥΠΟΙ ΓΕΩΘΕΡΜΙΚΩΝ ΠΗΓΩΝ ΥΔΡΟΘΕΡΜΙΚΕΣ ΠΗΓΕΣ ΓΕΩ-ΠΙΕΣΤΙΚΕΣ ΠΗΓΕΣ ΠΗΓΕΣ ΘΕΡΜΩΝ, ΞΗΡΩΝ ΠΕΤΡΩΜΑΤΩΝ ΠΗΓΕΣ ΜΑΓΜΑΤΟΣ 63

63 ΥΔΡΟΘΕΡΜΙΚΕΣ ΠΗΓΕΣ 64

64 ΓΕΩΠΙΕΣΤΙΚΕΣ ΠΗΓΕΣ ΠΗΓΕΣ ΜΕ ΘΕΡΜΟ, ΥΨΗΛΗΣ ΑΛΑΤΟΤΗΤΑΣ ΡΕΥΣΤΟ, ΚΟΡΕΣΜΕΝΟ ΜΕ ΜΕΘΑΝΙΟ ΒΡΙΣΚΟΝΤΑΙ ΣΕ ΜΕΓΑΛΟ ΒΑΘΟΣ ΚΑΙ ΥΠΟ ΜΕΓΑΛΗ ΠΙΕΣΗ ΠΑΓΙΔΕΥΜΕΝΕΣ ΣΕ ΒΑΘΗ 3-6km ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΕΣ ο C 65

65 ΠΗΓΕΣ ΘΕΡΜΩΝ, ΞΗΡΩΝ ΠΕΤΡΩΜΑΤΩΝ ΘΕΡΜΟΙ ΓΕΩΛΟΓΙΚΟΙ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΙ ΠΟΥ Δ Ε Ν ΠΕΡΙΕΧΟΥΝ ΝΕΡΟ 66

66 ΠΗΓΕΣ ΜΑΓΜΑΤΟΣ Η ΜΕΓΑΛΥΤΕΡΗ εν δυνάμει - ΓΕΩΘΕΡΜΙΚΗ ΠΗΓΗ ΠΕΤΡΩΜΑΤΑ ΥΠΟ ΤΗΞΗ ΣΕ ΒΑΘΗ 3 10 km ΚΑΙ ΔΥΣΚΟΛΑ ΠΡΟΣΒΑΣΙΜΑ. ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΕΣ ΑΠΟ o C. ΔΕΝ ΕΧΕΙ ΕΞΕΡΕΥΝΗΘΕΙ ΜΕΧΡΙ ΣΗΜΕΡΑ. 67

67 Γεωθερμία- Βασική ιδέα εκμετάλλευσης 68

68 ΓΕΩΘΕΡΜΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ: ΧΡΗΣΕΙΣ ΑΜΕΣΗ ΧΡΗΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΗΛΕΚΤΡΙΣΜΟΥ ΞΗΡΟΣ ΑΤΜΟΣ ΕΚΤΟΝΟΥΜΕΝΟΣ ΑΤΜΟΣ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΔΙΠΛΟΥ ΚΥΚΛΟΥ ΓΙΑ ΦΟΡΤΙΟ ΒΑΣΗΣ ΓΙΑ ΦΟΡΤΙΟ ΑΙΧΜΗΣ 69

69 ΓΕΩΘΕΡΜΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Α ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΗΛΕΚΤΡΙΣΜΟΥ 70

70 ΓΕΩΤΡΗΣΗ 71

71 ΓΕΩΤΡΗΣΗ ΚΑΙ ΕΚΤΟΝΩΣΗ 72

72 Γεωθερμία-Σταθμός ηλεκτροπαραγωγής 73

73 Σταθμός Geysers, California 74

74 Γεωθερμία Σταθμός ηλεκτροπαραγωγής 75

75 Γεωθερμία Σταθμός ηλεκτροπαραγωγής 76

76 ξηρού ατμού (δεν υπάρχει η υγρή φάση) 77

77 με εκτόνωση ατμού 78

78 Συστήματα Διπλού Κύκλου πρωτεύον κύκλωμα γιά μεταφορά γεωθερμικού ρευστού στον εναλλάκτη δευτερεύον κύκλωμα γιά μεταφορά θερμότητας στην εκμετάλλευση 79

79 διπλού κύκλου (πρωτεύον και δευτερεύον κύκλωμα) 80

80 ΔΙΦΑΣΙΚΟΣ ΣΤΑΘΜΟΣ 81

81 Southampton: Τηλεθέρμανση 82

82 Παραγωγή ηλεκτρισμού από ταμιευτήρα γεωθερμίας

83 Παραγωγή ηλεκτρισμού από ταμιευτήρα ζεστού νερού

84 Παραγωγή ηλεκτρισμού από ταμιευτήρα μέσης ενθαλπίας

85 Άμεση Χρήση Γεωθερμίας Γεωθερμικοί ταμιευτήρες χαμηλής έως μέσης θερμοκρασίας, 20 ºC to 150 ºC, προσφέρουν άμεση θερμότητα γιά: κτίρια, βιομηχανίες και άλλες εμπορικές χρήσεις. Η ενεργειακή αυτή πηγή χρησιμοποιείται γιά θέρμανση σπιτιών, γραφείων, θερμοκηπίων, ιχθυοτροφείων, μονάδων επεξεργασίας τροφίμων, και άλλων εφαρμογών. 86

86 ΓΕΩΘΕΡΜΙΑ ΓΙΑ ΘΕΡΜΑΝΣΗ ΔΡΟΜΩΝ 87

87 ΠΟΛΙΧΝΙΤΟΣ ΓΕΩΘΕΡΜΙΚΑ ΘΕΡΜΟΚΗΠΙΑ 88