Νέες τεχνολογίες αξιοποίησης της γεωθερμίας.

“New Technologies on Normal Geothermal Energy Applications (in Smart-Social Energy Networks )“

ΑΤΕΙ ΣΤΕΡΕΑΣ ΕΛΛΑΔΑΣ

Εργαστήριο Ενεργειακών & Περιβαλλοντικών Ερευνών

ΤΕΙ ΣΤΕΡΕΑΣ ΕΛΛΑΔΑΣ Technological University of Central Hellas

Κανονική “Γεωθερμία”

Η ενέργεια που συγκεντρώνεται μόνιμα ή εποχικά στις επιφανειακές λιθογραφικές μάζες

και

δεν παρουσιάζει τιμή θερμοκρασίας διαφορετική από την μέση ετήσια του αέρα της κάθε περιοχής

*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.

03/05/2023 ΤΕΙ ΣΤΕΡΕΑΣ ΕΛΛΑΔΑΣ 3

«Η κανονική “γεωθερμία” λύση για ….φτηνή θέρμανση και κλιματισμό (…ενέργεια)»

Εκμετάλλευση της θερμοαποθηκευτικής ικανότητας του επιφανειακού υπεδάφους ~200m βάθος.

Τα συστήματα που έχουν αναπτυχθεί, είναι συστήματα νερού ώστε με μικρό κόστος ενέργειας για την μετακίνησή του νερού να δημιουργείται σημαντική εξοικονόμηση ενέργειας. Βεβαίως χρησιμοποιούνται και συστήματα Αέρα,

συνήθως παράλληλα με παθητικές εγκαταστάσεις


«Η κανονική “γεωθερμία” λύση για φτηνή θέρμανση και κλιματισμό (ενέργεια)»

Στα συστήματα κανονικής γεωθερμίας αξιοποιείται η υπεδαφική θερμοκρασία και η δυνατότητα της απόρριψης σε αυτή ποσοτήτων θερμότητας, κατά τη θερινή περίοδο ή απορρόφηση τους κατά τη χειμερινή με αποτέλεσμα την ……

ήπια και οικονομική λειτουργία των αντλιών θερμότητας.

Στην Ελλάδα η εξοικονόμηση ενέργειας που μπορεί να προκύψει ανέρχεται ακόμη και σε ποσοστό μεγαλύτερο 50%!!!.


Βεβαίως το αρχικό κόστος της εφαρμογής αυτής της τεχνολογίας είναι ιδιαίτερα υψηλό…

κυρίως για τους λόγους που σχετίζονται με τον τρόπο που αντιμετωπίζεται μέχρι σήμερα η κάλυψη των αναγκών θέρμανσης και

θερινού κλιματισμού.

• Ειδικά στην περίοδο της θέρμανσης οι εγκαταστάσεις κεντρικών θερμάνσεων δεν είναι ικανές να συνδυαστούν ολοκληρωτικά με γεωθερμικά συστήματα!!!.

Αυτό δημιουργεί επιπλέον κόστος αρχικής εγκατάστασης κάτι που γίνεται πολλές φορές «ασύμφορο».

• Σε νέες όμως εγκαταστάσεις ή και με προσαρμογή παλαιών είναι εύκολη και όχι ιδιαίτερα ακριβή

6

Αντλίες Θερμότητας (Heat Pumps)

….Γεωθερμικές


Τρόπος αξιοποίησης

Ανοικτού τύπου γεωθερμικό

σύστημα…..

Μπορεί και δίκτυο κτηρίων σε

παραλληλισμό ή και σε σειρά μέσω

δευτερογενούς κλειστού δικτύου

Κλειστά συστήματα Κατακόρυφοι Γεωθερμικοί Εναλλάκτες

Τοποθετούνται εντός γεωτρήσεων διαμέτρου 6 – 8’’, βάθους 50 – 100m.

Η μεταξύ τους απόσταση δεν θα πρέπει να είναι μικρότερη των 5m!!!

Τρόπος αξιοποίησης


συστήματα Αέρα, παράλληλα με παθητικές διατάξεις

ΡΟΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΕ ΣΥΣΤΗΜΑ ΚΑΝΟΝΙΚΗΣ ΓΕΩΘΕΡΜΙΑΣ

ηλεκτρικό ρεύμα

15%

ηλεκτρικό ρεύμα~15%--

δωρεάνΓεωθερμική ενέργεια ~85%+

Ενέργεια θέρμανσης

100%

Ενέργεια Κλιματισμού85%


Νέα!!! λογική ? … Smart- Energy Networks (SEN) ….

ΦΒ

ΦΒ

ΓΕΩΘ


Smart- Energy Networks (SEN)

Σημαντικά μεγέθη … Ανάγκες!1. Χρονοπρόγραμμα ενεργειακών αναγκών2. Πρόγραμμα λειτουργίας3. Χρήση και χρονικός επιμερισμός

Ένα κτήριο:Εγκαταστάσεις διάθεσης ενέργειας

1. Κατανομή αναγκών στο χρόνο με μέγιστο ….2. Εγκαταστάσεις να καλύπτουν το μέγιστο3. Λειτουργία σε μερικό φορτίο

Εγκαταστάσεις παραγωγής ενέργειας4. Ανάγκη αποθήκευσης για χρονικό μετατόπισμά της χρήσης….5. Μεγάλο κόστος και συντήρηση, μικρός χρόνος λειτουργίας …6. Απώλειες αποθήκης

Τυπικά συνολικά φορτία για όλο το έτος ………

-6000,00

-5000,00

-4000,00

-3000,00

-2000,00

-1000,00

0,00

1000,00

2000,00

3000,00

4000,00

0 50 100 150 200 250 300 350 400

DAYS

Χειμώνας

Θέρος

1 2 3 4 5 6 7 8 9 100

2

4

6

8

10

12

14

16

Μορφή Εγκαταστάσεων και απαιτήσεων

Κατανομή φορτίων κτηρίου 1

Κατανομή φορτίων κτηρίου 2

Κατανομή φορτίων κτηρίων 1 & 2

Εγκατεστημένη Ισχύς για ανεξάρτητα κτήρια 1 & 2

Θερμικά

Ψυκτκά

Θερμό Νερό

Smart Energy Networks (SEN)

Εγκατεστημένη ισχύς και Παραγόμενη ενέργεια!!!


Smart Energy Networks (SEN)

Μια περιοχή:Εγκαταστάσεις διάθεσης ενέργειας

1. Κοινές μέσω κεντρικών ή ημικεντρικών δικτύων….2. Εγκαταστάσεις να καλύπτουν μέγιστο στιγμιαίο άθροισμα …

(πάντα μικρότερο του αθροίσματος των μεγίστων!!!)3. Λειτουργία σε φορτίο σχεδιασμού … τον περισσότερο χρόνο!!!

Εγκαταστάσεις παραγωγής ενέργειας4. Ελάχιστη έως μηδενική ανάγκη αποθήκευσης 5. Κοινό κόστος και συντήρηση, συστηματικός χρόνος

λειτουργίας …6. Μηδενισμός ή ελαχιστοποίηση των Απωλειών αποθήκης


Ήλιος… Φβ, σε όλα τα μη σκιαζόμενα κτήρια με ικανοποιητική απόδοση.

Θερμικά επίσης ….

Θερμική αξιοποίηση Υπογείων ή επιφανειακών υδάτων

Αιολικά … υπό προϋποθέσεις!!! Και Υδροηλεκτρικά


Δίκτυα

Η λογική των δικτύων σε μικρές σχετικά διατάξεις εξασφαλίζει την αποτελεσματικότερη εκμετάλλευση

«της ενέργειας» και εν γένει των προϊόντων.


Δίκτυα

Ένα δίκτυο τηλεκλιματισμού από κανονική γεωθερμία … και άλλα μπορεί:

• Να καλύπτει ανάγκες θέρμανσης – ψύξης και θερμού νερού χρήσης

• Να μειώσει τη φόρτιση του υπεδάφους• Να αυξήσει την εκμεταλευσιμότητα του «πεδίου» και• Να μειώσει το κόστος – Αρχικό, Λειτουργικό, κ.λπ.

• Κάλυψη ηλεκτρικών αναγκών από παραγωγή φβ …κα.


Το Παράδειγμα του Δήμου…Χάρτης Παρεμβάσεων

Κεντρικός Σχεδιασμός ΕγκατάστασηςΑνάπτυξη του δικτύου διανομής για τον τηλεκλιματισμό


Καινοτόμος Πράξη στην Νέα Ιωνία!

Τόπος: Νέα Ιωνία Αττικής

Φορέας Υλοποίησης: Δήμος Νέας Ιωνίας

Επιπλέον Φορείς: Κωνσταντοπούλειο Γενικό Νοσοκομείο Νέας Ιωνίας, Στέγη Ανηλίκων Νέας Ιωνίας, Κέντρο Βρεφονηπιακής Αγωγής (ΚΕΒΡΕΦΟ) σύνολο 9 κτήρια

Α/Α Υποέργο1. Γεωθερμικό Σύστημα Τηλεκλιματισμού και άλλες Εφαρμογές ΑΠΕ/ΕΞΕ … Ηλιακά

Θερμικά/Ηλεκτρικά (pv)


Απεικόνιση δικτύου … “γεω”- κλιματισμού

Κεντρικός Σχεδιασμός δικτύουΑποτελείται από θέσεις άντλησης και επανέγχυσης υδάτων – Δεξαμενή ενεργειακής επεξεργασίας και δίκτυα μεταφοράς θερμότητας

Προσωρινή αποθήκευση …. Υπεδαφικού νερού

Επανέγχυση

Άντληση

Δίκτυο διανομής


Υδραυλικό διάγραμμα μηχανοστασίου κανονικής γεωθερμίας

…. Εντός κτηρίων

Τοποθέτηση αντλίας θερμότητας και σύνδεση με υφιστάμενα δίκτυα διανομής ενέργειας

Αποτελέσματα / Δείκτες … Συνολικά

ΔΕΙΚΤΕΣ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΟΣ/OUTPUTΟΝΟΜΑΣΙΑ ΜΟΝΑΔΑ

ΜΕΤΡΗΣΗΣΤΙΜΗ

ΣΤΟΧΟΣ

1. Εκτιμώμενη συνολική κατανάλωση ανανεώσιμης ενέργειας MWh/year 1.382,03

1.1 Εκτιμώμενη κατανάλωση ανανεώσιμης ηλεκτρικής ενέργειας MWh/year 110,40

1.2 Εκτιμώμενη κατανάλωση ανανεώσιμης θερμικής ενέργειας (κτήρια) MWh/year 1.271,63

1.3 Εκτιμώμενη κατανάλωση ανανεώσιμης θερμικής ενέργειας (κτηριακό συγκρότημα) MWh/year 0,00

2. Εκτιμώμενη μείωση ή αποφυγή των εκπομπών CO2. tn/year 611,73

3. Εκδηλώσεις στα πλαίσια ενίσχυσης των διμερών σχέσεων αριθμός 2

Αποτελέσματα / Δείκτες … Συνολικά

Πρίν Ανανεώσιμη μετά %

Συνολικά ΈργουMWh/y

(tn/y CO2) MWh/y

(tn/y CO2)

MWh/y (tn/y CO2)

τελικές τιμές ενέργειας 2942,2 1382,03 1560,17 47,0%

τελικές τιμές εκπομπών CO2. 876,24 264,51 611,73 30,2%

Ασάφεια 5%

τελικές ελάχιστες τιμές ενέργειας 2942,2 1312,929 1629,27 44,6%

τελικές ελάχιστες τιμές εκπομπών CO2. 876,24 237,4159 638,824 27,1%


Σύνολο Κτηριακού δυναμικό ….

Smart Energy Network Παραγωγή Ρεύματος

Κτήρια Έκταση (m2)Εγκατεστη

μένη Ισχύς(kW)

Παραγόμενη μοναδιαία ενέργεια

(kWh/kWp/y)

Παραγόμενη ενέργεια (kWh/y)

Κόστος/Κέρδος (€/y)

Φωτοβολταϊκή εγκατάσταση - 66,25 1.400 92750 14.057 €

Κόστος εγκατάστασης max! 86.125 €

Περίοδος Αποπληρωμής 7,35 year

Δίκτυο Θέρμανσης/ΚλιματισμούΓεωθερμική εγκατάσταση - 1335 500000 200000* 62.500 €

Κόστος εγκατάστασης 920.000€

Περίοδος Αποπληρωμής 13,6 y


Κτηριακό δυναμικό ….Smart Energy Network Παραγωγή θερμότητας

Κτήρια Έκταση (m2)Εγκατεστη

μένη Ισχύς(kW)

Παραγόμενη μοναδιαία ενέργεια (kWh/y)

Παραγόμενη ενέργεια (kWhθ/y)

Κόστος/Κέρδος (€/y)

Ηλιοθερμική εγκατάσταση 40 20,0 3.500 70000 4.200 €

Κόστος εγκατάστασης max! 6.000 €

Περίοδος Αποπληρωμής 1,8 year

Δίκτυο Ηλεκτρισμού ΕΞΕΕξοικονόμηση Ενέργειας Λαμπτήρες - 94 65.800 131.600 17.108 €

Κόστος εγκατάστασης 94.000€



Σύνολο Ικανού Κτηριακού δυναμικού ….

Smart Energy Network Δίκτυο Θέρμανσης/Κλιματισμού

Κτήρια Εγκατεστημένη Ισχύς(kW) Κόστος/Κέρδος (€/y)

Γεωθερμική εγκατάσταση 4200 212.900 €

Κόστος εγκατάστασης 110 νέες συνδέσεις

1.196.000€


Νέες τεχνολογίες αξιοποίησης της γεωθερμίας.

Environment

Transcript of Νέες τεχνολογίες αξιοποίησης της γεωθερμίας.