Μεγάλες δυνατότητες για συστήματα αποθήκευσης θερμικής ενέργειας υδροφορέων — ScienceDaily

Τα συστήματα αποθήκευσης θερμικής ενέργειας σε υδροφόρους ορίζοντες μπορούν να συμβάλουν σημαντικά στη φιλική προς το κλίμα θέρμανση και ψύξη των κτιρίων: Το θερμαινόμενο νερό αποθηκεύεται υπόγεια και αντλείται όπως απαιτείται. Ερευνητές του Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Καρλσρούης (KIT) ανακάλυψαν ότι η αποθήκευση θερμικής ενέργειας σε υδροφόρο ορίζοντα χαμηλής θερμοκρασίας έχει μεγάλες δυνατότητες στη Γερμανία. Αυτή η δυνατότητα αναμένεται να αυξηθεί στο μέλλον λόγω της κλιματικής αλλαγής. Η μελέτη περιλαμβάνει τον πιο λεπτομερή χάρτη των πιθανών συστημάτων αποθήκευσης υδροφορέων στη Γερμανία μέχρι σήμερα. Τα αποτελέσματα αναφέρονται στο Γεωθερμική ενέργεια.

Πάνω από το 30 τοις εκατό της οικιακής κατανάλωσης ενέργειας που καταναλώνεται σήμερα στη Γερμανία χρησιμοποιείται για τη θέρμανση και την ψύξη κτιρίων. Ως εκ τούτου, η απαλλαγή από τον άνθρακα αυτού του τομέα μπορεί να οδηγήσει σε σημαντική μείωση των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου και να συμβάλει σε μεγάλο βαθμό στην προστασία του κλίματος. Συστήματα αποθήκευσης θερμικής ενέργειας σε υδροφόρους ορίζοντες, δηλ. υπόγειοι υδροφόροι ορίζοντες, είναι κατάλληλοι για εποχιακή αποθήκευση και ευέλικτη χρήση ζέστης και κρύου. Το νερό έχει μεγάλη ικανότητα αποθήκευσης θερμικής ενέργειας. Οι πέτρες που περικλείουν έχουν μονωτικό αποτέλεσμα. Οι υπόγειοι υδροφόροι ορίζοντες για αποθήκευση θερμικής ενέργειας είναι προσβάσιμοι μέσω γεωτρήσεων και χρησιμοποιούνται για την αποθήκευση θερμότητας από ηλιακές θερμικές εγκαταστάσεις ή για τη σπατάλη θερμότητας από βιομηχανικές εγκαταστάσεις. Εάν είναι απαραίτητο, η θερμότητα μπορεί να αντληθεί ξανά. Τέτοια συστήματα αποθήκευσης μπορούν να συνδυαστούν τέλεια με δίκτυα θερμότητας και αντλίες θερμότητας. Τα συστήματα αποθήκευσης θερμικής ενέργειας του υδροφόρου ορίζοντα χαμηλής θερμοκρασίας κοντά στην επιφάνεια (LT-ATES) έχουν αποδειχθεί ιδιαίτερα αποτελεσματικά. Δεδομένου ότι η θερμοκρασία του νερού δεν είναι πολύ υψηλότερη από τη θερμοκρασία περιβάλλοντος, λίγη θερμότητα χάνεται κατά την αποθήκευση.

Περισσότερο από το ήμισυ της γερμανικής επικράτειας είναι κατάλληλο καλά ή πολύ καλά

Ερευνητές από το Ινστιτούτο Εφαρμοσμένων Γεωεπιστημών του KIT (AGW) και την Junior Research Group on Sustainable Geoenergy έχουν ήδη εντοπίσει τις περιοχές κατάλληλες για αποθήκευση θερμικής ενέργειας σε υδροφόρο ορίζοντα χαμηλής θερμοκρασίας στη Γερμανία. «Τα κριτήρια για την αποτελεσματική λειτουργία του LT-ATES περιλαμβάνουν ευνοϊκές υδρογεωλογικές συνθήκες, όπως η παραγωγικότητα των υπόγειων υδάτινων πόρων και ο ρυθμός ροής των υπόγειων υδάτων», εξηγεί ο Ruben Stemle. Το μέλος του AGW Engineering Geology Group και πρώτος συγγραφέας της μελέτης προσθέτει: «Επιπλέον, η κατανάλωση ενέργειας για θέρμανση και ψύξη πρέπει να είναι ισορροπημένη. Μπορεί να προσεγγιστεί από την αναλογία θέρμανσης και ψύξης σε βαθμοημέρες.»

Οι ερευνητές συνδύασαν υδρογεωλογικά και κλιματικά κριτήρια σε μια χωρική ανάλυση. Διαπίστωσαν ότι το 54% του εδάφους της Γερμανίας θα ήταν πολύ ή πολύ κατάλληλο για LT-ATES τις επόμενες δεκαετίες. Αυτά τα δυναμικά συγκεντρώνονται σε μεγάλο βαθμό στη λεκάνη της Βόρειας Γερμανίας, στο Άνω Γκράμπεν του Ρήνου και στη λεκάνη μελάσας της Νότιας Γερμανίας. Ο αντίστοιχος χάρτης δημιουργήθηκε από τους ερευνητές χρησιμοποιώντας σύστημα γεωγραφικών πληροφοριών (GIS) και πολυκριτηριακή ανάλυση αποφάσεων.

Η κλιματική αλλαγή θα βελτιώσει το δυναμικό αποθήκευσης υδροφορέων

Σύμφωνα με τη μελέτη, οι περιοχές κατάλληλες ή ιδιαίτερα κατάλληλες για LT-ATES είναι πιθανό να αυξηθούν κατά 13 τοις εκατό για την περίοδο 2071 έως 2100. Η μεγάλη αύξηση σε ιδιαίτερα κατάλληλες περιοχές οφείλεται στην αυξανόμενη ζήτηση για ψύξη στο μέλλον, π.χ. θα οφείλεται στην κλιματική αλλαγή. Ωστόσο, η χρήση συστημάτων αποθήκευσης υδροφορέων περιορίζεται σε μεγάλο βαθμό στις ζώνες προστασίας του νερού, γεγονός που θα μειώσει πολύ καλά ή καλά προσαρμοσμένες περιοχές κατά περίπου έντεκα τοις εκατό. «Ωστόσο, η μελέτη μας αποκαλύπτει ότι η Γερμανία έχει μεγάλες δυνατότητες για εποχιακή αποθήκευση θερμότητας και ψύξης σε υδροφόρους ορίζοντες», λέει ο Stemmle. (ή)

Πηγή ιστορίας:

Υλικά που παρέχονται από Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καρλσρούης (KIT). Σημείωση: Το περιεχόμενο μπορεί να επεξεργαστεί για στυλ και μήκος.

Leave a Comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *