ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΑ

(7Ο ΕΞΑΜΗΝΟ)

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟΣΧΟΛΗ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΜΕΤΑΛΛΕΙΩΝ - ΜΕΤΑΛΛΟΥΡΓΩΝ

Νίκος Μ. ΚατσουλάκοςΜηχανολόγος Μηχανικός Ε.Μ.Π., PhD, Msc

ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗ ΓΕΩΘΕΡΜΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

Εφαρμογή στα θέματα γεωθερμίας

Ένας γεωθερμικός ταμιευτήρας έχει πάχος 200 m, έκταση 5.500 στρέμματα καιβρίσκεται σε βάθος 3,8 km. Τα πετρώματα που αποτελούν τον ταμιευτήρα έχουνπυκνότητα 2.800 kg/m3, ειδική θερμότητα 850 J/kg*K και πορώδες 6%. Οι πόροικαταλαμβάνονται από νερό/ ατμό. Η πυκνότητα του ρευστού σε υψηλέςθερμοκρασίες μπορεί να θεωρηθεί ίση με 950 kg/m3 και η ειδική του θερμότηταίση με 4200 J/kg*K. H θερμοκρασία στην επιφάνεια του εδάφους είναι 10oC και ηγεωθερμική βαθμίδα είναι 32 oC/km.

A) Να υπολογιστεί το συνολικό θερμικό περιεχόμενο του γεωθερμικούταμιευτήρα, άνω των 30 oC.

B) Εάν η ενεργειακή αξιοποίηση βασίζεται μόνο στην άντληση ρευστών και ορυθμός άντλησης καθορίζεται στα 70 m3/h, ποια θα είναι η ισχύς της μονάδαςγια παραγωγή ηλεκτρισμού; Υποτίθεται ότι η θερμοκρασία επανεισαγωγής τωνρευστών στον ταμιευτήρα είναι 40 oC, ενώ η θερμοκρασία παραγωγής 120 oC.

C) Ποιος ο εκτιμώμενος βαθμός απόδοσης μετατροπής, αν ο σχετικός βαθμόςαπόδοσης ως προς τον κύκλο Carnot είναι 65%;

D) Εάν ο συντελεστής χρησιμοποίησης της μονάδας παραγωγής ενέργειας είναι90%, πόση ηλεκτρική ενέργεια θα διοχετεύεται στο δίκτυο, σε ετήσια βάση;