Strona 1 sur 5

Termoelektryczność izolowana w niskiej temperaturze

opublikowane: 15/09/14, 16:57
przez Gastonn
cześć
Pozwalam sobie na post na twoim super forum aby przedstawić Państwu mój projekt:
dotyczy renowacji dużych obiektów położonych na małej wysokości w regionie północno-wschodnim.
Chcę produkować ciepło i energię elektryczną z płytkich źródeł geotermalnych o wartości około 100/200 w regionie o średniej temperaturze 5 stopni.
odwiertów może być wiele (10,20 i więcej) pracuję na budowie i nie jest to dla mnie trudne ani drogie
więc mój średni gradient temperatury wyniesie około 10/15 stopni

czy istnieje rozwiązanie umożliwiające produkcję energii elektrycznej z tego gradientu?

Rozważałem już sterlinga, orka, mikroturbinę jak w cyklu elektrowni etm i efekt seebecka, który jak na razie wydaje się być jedynym realnym rozwiązaniem ze względu na istnienie modułów peltiera w stałych cenach

znacie jakieś inne rozwiązania?

Planuję również podnieść temperaturę moich źródeł, z jednej strony do produkcji ciepła, a także poprawić moją sprawność termoelektryczną, która bardzo silnie rośnie wraz z gradientami termicznymi

Słyszałem o termokompresji, czy ktoś zna szczegóły lub widzi inne rozwiązania?
(Przypominam, że mam bardzo dużo źródeł o niskich gradientach termicznych)

moim ostatnim rozwiązaniem będzie wiercenie na głębokości 1000 m lub więcej, ale jest to o wiele bardziej skomplikowane

dziękuję wam wszystkim

opublikowane: 15/09/14, 17:49
przez Gaston
Nie chcąc być zabójcą, różnica 15 stopni wydaje mi się niewystarczająca, aby uznać wystarczającą produkcję energii.
Samo pompowanie na głębokość 100 m będzie prawdopodobnie wymagało więcej energii, niż system może wytworzyć.

Dla porównania działanie tzw energia cieplna oceanu działa od delty temperatury około 20°.

opublikowane: 15/09/14, 18:05
przez Gastonn
Wyobraziłem sobie zamkniętą i uszczelnioną pętlę z cieczą przenoszącą ciepło i wymiennikiem na szczycie
wiedząc, że ciepło wzrasta, a zimno spada i że zamknięta pętla wymaga bardzo mało energii do krążenia...
ale może się mylę??

opublikowane: 15/09/14, 18:40
przez Gaston
Masz rację... co do zasady.

Biorąc pod uwagę wymiennik(i), „użyteczna” różnica temperatur może sięgać 10 do 12°, czyli maksymalnej sprawności 3 do 4%.

Aby uzyskać moc 1 kW, konieczne będzie zatem, aby Twój płyn przenoszący ciepło przetransportował 30 kW energii cieplnej.

Będzie to wymagało dużego przepływu płynu przenoszącego ciepło i (bardzo) znacznych wymienników ciepła (prawdopodobnie z towarzyszącymi mu spadkami ciśnienia ...).

opublikowane: 15/09/14, 23:19
przez Gastonn
30 kw ciepła na otworach o średnicy 20/30 cm, czy to niemożliwe?
Nie wiem jak to obliczyć, trochę poszperam
dziękuję

opublikowane: 16/09/14, 04:23
przez Obamot
Witaj Gastonn,

Witam szanowną "kolegę"!

1) Płytkie „złoża geotermalne” szybko się wyczerpują (niektórzy twierdzą, że są w stanie to zrobić, ale proszę zobaczyć… wtedy trzeba to wszystko izolować, gdy ziemia jest wolna… nie widzę sensu)

2) Dobry odwiert wydaje się mieć głębokość -360 m, ponieważ tam mielibyśmy już „użyteczną” stałą temperaturę (a nawet bardzo wygodną poprzez „pasywację” domu). Zasada polega na magazynowaniu ciepła podczas gorącego sezonu, aby zapobiec późniejszemu wyczerpaniu się złoża, a następnie móc pobierać tyle, ile jest potrzebne przez cały zimny sezon, aby później ponownie rozpocząć cykl.

3) Warto wiedzieć, że przy -2m lub przy 8°C, przy ~[-]150m w zależności od rodzaju podłoża) mamy temperaturę zaledwie 12,5°C. Poniżej tej temperatury zyskujemy 1°C w przybliżeniu co 30 m, więc:
— przy -360 mamy – dzięki odwiertowi – stałą temperaturę około 20°C.
— na -500m mamy – dzięki odwiertowi – temperaturę 23°C i tak, na stałe, niezależnie od tego, czy ją przechowujemy, czy nie.

EPFZ podaje realistyczną wartość 17°C przy -300 m (ale niewystarczająca głębokość, jeśli chcesz obejść się bez pompy ciepła, amha)

Jeśli jednak mamy słoneczny dzień, to ciepło wytwarzane zimą możemy zatrzymać w cyklu dobowym, aby podnieść temperaturę domu w cyklu nocnym, bez wysyłania jej w głąb (i magazynując ją w dużym kotle o doraźnych wymiarach) musimy zatem zobaczyć na jakiej szerokości/wysokości znajduje się dom (jeśli jesteśmy nad przecierem z grochu na przykład na wysokości 1200m, może to być duża zaleta). W górach zimą są tacy, którzy zadowalają się bezpośrednim zasilaniem i dużym kotłem, bo mają słońce „na…” (więc zaoszczędzili na wierceniu)

4) Jeśli masz już dom pasywny, dziś nie jest on już potrzebny, byłyby inne tańsze rozwiązania (jak cysterna w środku, ale trzeba mieć miejsce na...)

5) Dziwię się, że nikt na to nie zareagował, oprócz energii geotermalnej na płytkiej lub średniej głębokości nie służy do produkcji energii elektrycznej, ale wykorzystać ciepło, które można odzyskać, do ogrzewania „na żywo”. Tylko głębokie wiercenie może na to pozwolić, ale tam staje się rozwiązaniem „przemysłowym”, które nie jest już w zasięgu zarządzania domem jednorodzinnym (duża i długa amortyzacja). Na razie istnieją panele fotowoltaiczne, które niewątpliwie mają lepszą wydajność, ale powinny być w stanie je przechowywać, istnieje rozwiązanie polegające na ich sprzedaży, odkupieniu w cyklu nocnym....

Dziś, jeśli chcemy rozwiązania „ekonomicznego”, wybieramy inne rozwiązania. Wiercenie (jeśli jesteś w grze i nie kosztuje dużo) to luksus, na przykład posiadanie podgrzewanego basenu przez cały rok (chociaż możesz też przyjąć strategię, która się sprawdza i nawet użyć samej wody w basenie jako buforu termicznego w pomieszczeniu, zawsze w słoneczny dzień...). Ale jeśli możesz to zrobić, wiercenie oferuje niezwykłe i super wygodne rozwiązanie! I opłacalne w porównaniu do eksplozji ceny baryłki ropy (jeśli mamy na to środki).

Z poważaniem,

Niektóre linki do starych „animowanych” wątków na ten temat: : Lol:
https://www.econologie.com/forums/post242319.html#242319
https://www.econologie.com/forums/stockage-e ... 10470.html

opublikowane: 16/09/14, 15:28
przez Gastonn
bardzo dziękuję za odpowiedź
Uważnie przeczytam dwa posty, które mi podałeś.

Nie miałem świadomości pojęcia „wyczerpywanie się złóż geotermalnych” i myślałem, że od momentu, gdy wierciliśmy, zawiązaliśmy pętlę i zamknęliśmy, wykorzystaliśmy „ad-vitam” temperaturę piwnicy…
jedyną rzeczą, którą czułem, że muszę obliczyć, była moc cieplna otworu wiertniczego o długości od 20 cm do 200 m przy 18 stopniach (aby wydedukować możliwą do wykorzystania moc elektryczną), biorąc oczywiście pod uwagę przewodność cieplną podłoża, aby utrzymać temperaturę w moim odwiercie

Właściwie rozważałem bezpośrednie wykorzystanie temperatury piwnicy na większej głębokości (nie zastanawiając się nad możliwościami przechowywania), ale ponieważ potrzebuję energii elektrycznej w nocy lub przy słabym nasłonecznieniu, najpierw chciałem zbadać rozwiązanie produkcji termoelektryczności, między innymi poprzez podniesienie temperatury tych źródeł o niskim gradiencie, aby poprawić wydajność mojej produkcji i wykorzystać ją do uzyskania temperatury ogrzewania.
moja refleksja wzięła się stąd, że wiercenie 15x100 czy 15x200m jest nieskończenie prostsze niż wiercenie 1x1500 czy 2000m...Mogę nawet rozważyć wywiercenie kilkudziesięciu odwiertów na tej głębokości
Pozostało tylko znaleźć sposób na podniesienie temperatury tych źródeł (termokompresja?)

brawo za twoje 70 000+ milionów km (mam dopiero 50 000+) i bardzo dziękuję za wszystkie te informacje
Szukam dalej

opublikowane: 16/09/14, 15:39
przez Achernar
Z czysto ekologicznego punktu widzenia byłbym za rozwiązaniem bliższym Stirlingowi. Materiały modułu Peltiera to prawdziwe gówno. Następnie ten rodzaj systemu opartego na modułach Seebeck ma czyste wydajności z deltą 50°C, więc twój system wydaje mi się całkiem przyzwoity. Ale także należy zachować szczególną ostrożność w stosunku do wymiennika. Bez odpowiedniego projektu bardzo szybko przechodzisz od zwrotu dodatniego do ujemnego.
Na koniec zapewne będzie to dla Ciebie przypomnienie, ale przy tego rodzaju systemie, podobnie jak w przypadku pomp ciepła, musisz bardzo uważać na rodzaj gleby. Jeśli masz pęczniejące glinki, sytuacja może być problematyczna.

opublikowane: 16/09/14, 16:00
przez Gastonn
problem polega na tym, że nie ma funta szterlinga na sprzedaż (lub po nieprzyzwoitych cenach), nie wspominając o tym, że nie jestem pewien, jak funt szterling będzie się zachowywał na nachyleniu 50 stopni
ponadto problem podnoszenia temperatury źródeł pozostaje nienaruszony

opublikowane: 16/09/14, 17:01
przez Gaston
gastonn napisał:ponadto problem podnoszenia temperatury źródeł pozostaje nienaruszony
naprawdę nie widzę... :|