«Θαλαζζινό νεπό για ψύξη και για θέπμανζη» Μ. Γρ. Βρατόποσλος Θαλνπάξηνο 2012 1
ΔΡΓΑΣΗΡΙΟ ΠΔΡΙΒΑΛΛΟΝΣΙΚΧΝ ΔΡΔΤΝΧΝ TEI ΥΑΛΚΙΓΑ (Φύμεο, Κιηκαηηζκνύ θαη Δλαιιαθηηθώλ Μνξθώλ Δλέξγεηαο) Ιαλνπάξηνο 2012 Prof. Μ. Gr. Vrachopoulos 2
Γεσζεξκηθή ελέξγεηα Με ηνλ όξν «γεσζεξκηθή ελέξγεηα» πεξηγξάθεηαη ε ζεξκηθή ελέξγεηα πνπ πξνέξρεηαη από ην εζσηεξηθό ηεο γεο. Η ελέξγεηα απηή θζάλεη ζηελ επηθάλεηα ηεο γεο θαη ζηε ζπλέρεηα αθηηλνβνιείηαη ζην δηάζηεκα, παξάιιεια απνζεθεύεηαη θαη ζε ππόγεηνπο ή επηθαλεηαθνύο ζρεκαηηζκνύο κε ηε κνξθή ζεξκώλ αηκώλ, ππόγεησλ ζεξκώλ λεξώλ θαζώο θαη ζεξκώλ μεξώλ πεηξσκάησλ.
Γεσζεξκία Σεκαληηθό πιενλέθηεκα ηεο «Γεσζεξκίαο» έλαληη ησλ ινηπώλ Α.Π.Ε. είλαη ε κόληκε «παξνρή» ελέξγεηαο θαζ όιν ην έηνο, ρσξίο δηαθπκάλζεηο θαη κε κηθξό ιεηηνπξγηθό θόζηνο θαζώο θαη ε δπλαηόηεηα πιήξνπο αλάθηεζεο θαη εθκεηάιιεπζεο ηεο ππάξρνπζαο ππεδαθηθήο ζεξκόηεηαο. 4
. Σπγθξηλόκελε κε άιιεο εθαξκνγέο εθκεηάιιεπζεο αλαλεώζηκσλ πεγώλ ελέξγεηαο ε ειεθηξνπαξαγσγή κέζσ γεσζεξκηθώλ ξεπζηώλ παξνπζηάδεη ζεκαληηθά κεγαιύηεξν εηήζην ζπληειεζηή ιεηηνπξγίαο ηάμεο 0,98 (98%) αληίζεηα κε ηα αηνιηθά πνπ έρνπλ ζπληειεζηή 0,25 ~ 0,30 θαη ηα πδξνειεθηξηθά κε ζπληειεζηή 0,40 ~ 0,55. Σε εηήζηα απόδνζε ινηπόλ, έλα ζύζηεκα «γεσζεξκηθήο» ειεθηξνπαξαγσγήο ηζρύνο 1,0 MW αληηζηνηρεί κε αηνιηθά ηεο ηάμεο ησλ 3,5 4,0 ΜW. 5
Καλνληθή γεσζεξκία Η κέζε ηηκή ηεο γεσζεξκηθήο βαζκίδαο αλέξρεηαη ζε 30K( ν C)/km ή 1,0K αλά 30 κέηξα. Κάζε αύμεζε (αλσκαιία) ζηελ ηηκή ηεο κέζεο γεσζεξκηθήο βαζκίδαο κεηαθξάδεηαη σο αύμεζε ηεο ξνήο ζεξκόηεηαο πξνο ηελ επηθάλεηα θαη βειηηώλεη ηηο γεσζεξκηθέο ζπλζήθεο απνηειώληαο γεσζεξκηθό πεδίν.
Θεξκνθξαζία ζάιαζζαο Η κέζε ζεξκνθξαζία ηεο ζάιαζζαο ζηελ επηθάλεηά ηεο, ην κεζεκέξη είλαη, ηνλ Μάην, γύξσ ζηνπο 18 ν C κε 21 ν C αλάινγα κε ηελ πεξηνρή. Αιεμ/πνιε 18,3 ν C, Νάμνο 18,0 ν C, Αξγνζηόιη 19,3 ν C, Ζάθπλζνο 20,6 ν C, ηηκέο πνπ είλαη 5 έσο 6 βαζκνύο ρακειόηεξεο από 7 ηνπ Απγνύζηνπ
Τνπνζεζίεο γηα θαηάδπζε ζηελ Ελλάδα - + Θερμοκραζιες... θερμοκραζια θαλαζζας επηθαλεηα 17... Θερμοκραζία λεξνύ 14.8 C ζηα 32m... Θεξκνθξαζία ζάιαζζαο Τνπνζεζίεο γηα ζηελ Ελλάδα - + Θερμοκραζιες... θερμοκραζία θάλαζζας επηθάλεηα 17... Θερμοκραζία λεξνύ 14.8 C ζηα 32m... βάζνο 8
Θεπμοκπαζία ( ο C) Θεπμοκπαζία ( o C) Θεξκνθξαζία ζάιαζζαο ζε βάζνο 1m ζηελ πεξηνρή ηεο Μπηηιήλεο (1993) 30,0 25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 2005 0,0 Ιαν Φεβ Μαρ Απρ Μαι Ιοσν Ιοσλ Ασγ Οκη Γεκ Μήναρ 25 23 21 19 17 15 Ιαν Φεβ Μαπ Αππ Μαι Ιοςν Ιοςλ Αςγ επ Οκη Νοε Δεκ Μήλαο Θεξκνθξαζία επηθάλεηαο ζάιαζζαο ζηελ πεξηνρή ηεο Πάθνπ ην έηνο 2005 9
Θεπμοκπαζία ( o C) Θεπμοκπαζία ( o C) Θεξκνθξαζία ζάιαζζαο ζε βάζνο 1m ζηνλ θόιπν ηεο Καιινλήο (2004,2005) 30,00 25,00 20,00 15,00 10,00 5,00 0,00 Ιοσλ-04 Ασγ-04 Σεπ-04 Οκη-04 Νοε-04 Γεκ-04 Ιαν-05 Μήναρ Φεβ-05 Μαρ-05 Απρ-05 Μαι-05 Ιοσν-05 30,00 25,00 20,00 15,00 10,00 5,00 0,00 Αμηίζηξιςεπ ρπεδάθξρπ ζηα 5μ βάθξπ για ηημ Λέζβξ, 17 o C και ηξρ αέοα από -2 o C μέςοι 33 o C Ασγ-96 Σεπ-96 Οκη-96 Νοε-96 Γεκ-96 Ιαν-97 Φεβ-97 Μαρ-97 Απρ-97 Μαι-97 Ιοσν-97 Ιοσλ-97 Μήναρ Θεξκνθξαζία ζάιαζζαο ζε βάζνο 1m ζηνλ θόιπν ηεο 10 Γέξαο (1996,1997)
Θεξκνθξαζίεο επηθάλεηαο ζάιαζζαο ζην Ν. Λέζβνπ 1993 Μήναρ Θεπμοκπαζία ( o C) Θεπμοκπαζία Γηρ ( o C) Θεπμοκπαζία Αέπα ( o C) Ιανοσάριος 13,6 17,6 0,6 Φεβροσάριος 13,6 17,3-2,0 Μάρηιος 14 17,8 3,1 Απρίλιος 15 17,0 9,7 Μάϊος 17,1 16,8 16,8 Ιούνιος 19,9 16,8 26,8 Ιούλιος 21,6 16,8 32,8 Αύγοσζηος 21,2 16,9 31,6 Σεπηέμβριος 20,2 17,0 27,0 Οκηώβριος 18,3 17,2 17,2 Νοέμβριος 16,5 17,3 12,3 Γεκέμβριος 14,6 17,5 4,5 11
Θεξκνθξαζία ζάιαζζαο ζηελ Ειιάδα 12
Πίνακαρ 1.7: Νήζος Λέζβος - Θερμόηηηα θαλαζζίων σδάηων Απξθηκερμέμη εμέογεια ζηημ παοάκηια θαλάζζια ζώμη Έκηαζη Μήκξπ Ακηήπ km Όγκξπ μεοξύ m 3 Απξθηκερμέμη θεομόηηηα J/K *10 6 παοαηηοήζειπ Λέζβξπ 30 93.750 390.000 για 30ςιλμεηοα ακηώμ με ξικιζμξύπ απόζηαζη από ακηή 5μέηοα Παοαδξςή η μηδεμική αμαμέωζη μεοώμ Λήμμξπ 10 31.250 130.300 για 10ςιλμεηοα ακηώμ με ξικιζμξύπ απόζηαζη από ακηή 5μέηοα Παοαδξςή η μηδεμική αμαμέωζη μεοώμ Πάθξπ 15 46.875 195.450 για 15ςιλμεηοα ακηώμ με ξικιζμξύπ απόζηαζη από ακηή 5μέηοα Παοαδξςή η μηδεμική αμαμέωζη μεοώμ 13
Γεσζεξκία κεγάιε αλάπηπμε παξνπζηάδνπλ νη δηαηάμεηο θαλνληθήο γεσζεξκίαο γηα ηελ θάιπςε ζεξκηθώλ/ςπθηηθώλ αλαγθώλ θηεξηαθώλ εγθαηαζηάζεσλ. θαη νη Εγθαηαζηάζεηο λεξνύ αλνηθηώλ ζπζηεκάησλ Aquatic Source Heat Pumps 14
Καλνληθή Γεσζεξκία Η ελέξγεηα πνπ ζπγθεληξώλεηαη κόληκα ή επνρηθά ζηηο επηθαλεηαθέο ιηζνγξαθηθέο ή πγξέο κάδεο θαη δελ παξνπζηάδεη ηηκή ζεξκνθξαζίαο δηαθνξεηηθή από ηελ κέζε εηήζηα ηνπ αέξα ηεο θάζε πεξηνρήο *Ως αβαθής ορίζεται η γεωθερμία που βρίσκεται στον επιφανειακό φλυό μέχρι 600μ βάθος Η κανονική όμως δεν είναι αυτού καθ αυτού γεωθερμία αλλά ένα συνολο ενεργειών κυρίως ηλιακής. Η μεθοδολογία της ορίζεται κύρια ως αξιοποίηση της αποθηκευτικής ιδιότητας των επιφανειακών υλικών της γης.
Βαζικέπ Μέθξδξι ανιξπξίηζηπ ηηπ «Υπεδαθικήπ» Γμέογειαπ Γίθηπα Αλνηθηνύ Κπθιώκαηνο Αλνηθηώλ όγθσλ (Θάιαζζα Λίκλε) Πεγαδηώλ Γίθηπα Κιεηζηνύ Κπθιώκαηνο Αλνηθηώλ όγθσλ (Θάιαζζα Λίκλε) Οξηδόληηα Μηθηά Καηαθόξπθα
Δίκηρα Αμξικηξύ Κρκλώμαηξπ Βαζίδνληαη ζηελ άληιεζε πδάησλ θαη ζηελ επηζηξνθή ηνπο, κεηά από ηε ζεξκηθή εθκεηάιιεπζε, ζηνλ Υδξνθόξν νξίδνληα.
Δίκηρα Κλειζηξύ Κρκλώμαηξπ Γεσζεξκηθνί Δλαιιάθηεο ή εληόο επηθαλεηαθώλ πδάησλ!!!
H Θεομόηηηα πξρ ζρλλέγεηαι από ηξ Υπέδαθξπ ξδηγείηαι ζε ζρζηήμαηα Αμηλιώμ Θεομόηηηαπ (Heat Pumps) μέζω ηωμ ξπξίωμ παοάγεηαι Ψύνη ή Θέομαμζη, αμάλξγα με ηιπ αμάγκεπ.
ΡΟΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Ε ΤΣΗΜΑ ΚΑΝΟΝΙΚΗ ΓΕΩΘΕΡΜΙΑ ηλεκηπικό πεύμα ~20% ειεθηξηθό ξεύκα 20% Ενέπγεια Κλιμαηιζμού 80% Ενέπγεια θέπμανζηρ 100% δωπεάν Γεωθεπμική ενέπγεια ~80%
Ση πξνζθέξνπλ ηα ζπζηήκαηα ASHP Θέρμανση Ψύξη Ζεστό νερό χρήσης Και έσοςν Απνδνηηθόηεηα Μεησκέλε ζπληήξεζε Μεησκέλεο αλάγθεο ρώξσλ Μηθξό ιεηηνπξγηθό θόζηνο Σηαζεξή απόδνζε (ηζρύ) Μεησκέλα θνξηία αηρκήο γηα θιηκαηηζκό 21
ΠΛΔΟΝΔΚΣΗΜΑΣΑ Καηάξγεζε ηνπ πεηξειαίνπ (κεδεληθέο εθπνκπέο CO 2 ζην άκεζν πεξηβάιινλ πξαγκαηηθή ζπλνιηθή κείσζε 45~55%). Σν 70 80% ηεο ελέξγεηαο παξέρεηαη από ην πεξηβάιινλ. Μείσζε ηνπ θόζηνπο ιεηηνπξγίαο ~50% ζε ζρέζε κε ζπκβαηηθνύο ηξόπνπο ζέξκαλζεο θαη ςύμεο. Γελ απαηηείηαη δεμακελή θαπζίκσλ, θακηλάδα θαη θαπλνδόρνο. Αηζζεηηθή αλαβάζκηζε ησλ θηεξίσλ (Απνπζία αληηαηζζεηηθώλ εγθαηαζηάζεσλ όπσο ςύθηεο, A/C θιπ) Έλα κεράλεκα γηα ζέξκαλζε θαη ςύμε κε κηθξόηεξν θόζηνο ζπληήξεζεο. Αζόξπβε ιεηηνπξγία. Απνπζία θαύζεσλ θαη ζπηλζήξσλ (ζπλεπώο δελ απαηηείηαη ππξνπξνζηαζία). Απνπζία νζκώλ θαπζαεξίσλ, νζκώλ από δεμακελή πεηξειαίνπ. Απνπζία αλάγθεο ρώξνπ γηα δεμακελή θαπζίκνπ. 22
ΜΔΙΟΝΔΚΣΗΜΑΣΑ Αξρηθό θόζηνο θαηαζθεπήο Απαίηεζε ύπαξμεο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο γηα ιεηηνπξγία. Δηδηθόο θαη αθξηβήο ζρεδηαζκόο εγθαηαζηάζεσλ 23
Αλάιπζε Είδνπο εγθαηαζηάζεσλ
Δίκησο Τηλεκλιμαηιζμού Μούδροσ 25
Μορθή δικηύοσ, ανοικηού κσκλώμαηος Τηλεκλιμαηιζμού Μνύδξνο - Λήκλνπ
ηνηρεία ςπθηηθήο δηάηαμεο
Σςμπεπιθοπά μονοβάθμιαρ τςκηικήρ διάηαξηρ νεπού αέπα ζε διάγπαμμα lnp-h, για εξυηεπικέρ θεπμοκπαζίερ T db =35 o C και T db =40 o C (λειηοςπγία καηά ηο θέπορ)
Διάγπαμμα μεηαβολών τςκηικού κύκλος με σπήζη πλακοειδούρ εναλλάκηη νεπού - R
COP Σύγκπιζη Σςνηελεζηή ζςμπεπιθοπάρ (COP) μονοβάθμιαρ τςκηικήρ διάηαξηρ νεπού αέπα με COP μονοβάθμιαρ τςκηικήρ διάηαξηρ νεπού νεπού (Θαλάζζιο μπλε-) 8,0 COP - Temperature 7,0 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0 25 30 35 40 45 50 Temperature ( o C)
Q steamer (kw) Σύγκπιζη τςκηικήρ ικανόηηηαρ (Q steamer ) μονοβάθμιαρ τςκηικήρ διάηαξηρ νεπού αέπα με μονοβάθμια τςκηική διάηαξη νεπού νεπού (γευθεπμικό -μπλε-) 14,0 Q steamer - Temperature 12,0 10,0 8,0 6,0 4,0 2,0 0,0 25 30 35 40 45 50 Temperature db ( o C)
«Σρμδέζειπ Μηςαμξζηαζίξρ»
Ποξηάζειπ Κωμζηαμηιμξύπξλη, ξικξρμεμικό Παηοιαοςείξ, Μαοάζλειξ, Ιωακειμίδειξ κλπ Πειοαιάπ, Ανιξπξίηζη Θεομόηηηαπ Λιμαμιξύ και καθαοιζμόπ 33
Εσταριστώ πολύ για την προσοτή σας Prof. Μ. Gr. Vrachopoulos