Almacenamiento y Recuperación de Energía Térmica en Reservorios de Granito Fracturado: Modelado Numérico y Análisis de Eficiencia
Autores: Gholizadeh Doonechaly, Nima; Halter, Théo; Shakas, Alexis; Hefny, Mahmoud; Brehme, Maren; Hertrich, Marian; Giardini, Domenico
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Almacenamiento y Recuperación de Energía Térmica en Reservorios de Granito Fracturado: Modelado Numérico y Análisis de Eficiencia
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Ciencias de la Tierra y Geología
Palabras clave
Almacenamiento de energía térmica en acuíferos
Almacenamiento de energía térmica en formaciones fracturadas
Modelo numérico
Eficiencia energética
Tasas de flujo
Configuraciones de pozos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 14
Citaciones: Sin citaciones
Aunque los sistemas de Almacenamiento de Energía Térmica en Acuíferos (ATES) son ampliamente investigados, los sistemas de Almacenamiento de Energía Térmica en Rocas Fracturadas (FTES) están relativamente poco explorados. Este estudio presenta un modelo numérico detallado de un reservorio granítico fracturado en el laboratorio subterráneo de Bedretto en Suiza, desarrollado utilizando COMSOL Multiphysics. La eficiencia energética se evaluó en diferentes caudales y configuraciones de pozos, incluyendo sistemas de pozo único y doble, así como para dos temperaturas diferentes, a saber, 60 grados C y 120 grados C. La configuración de doble a una temperatura de inyección de 60 grados C con un caudal de 2 kg/s demostró la mayor eficiencia energética entre los casos estudiados. Se discuten las aplicaciones potenciales para el calor almacenado, con escenarios que incluyen calefacción de distritos para la aldea cercana y calefacción de invernaderos. Los resultados muestran que, aunque el FTES está asociado con desafíos únicos, tiene un potencial significativo como un método confiable de almacenamiento de energía térmica, particularmente en regiones sin acuíferos adecuados. También puede considerarse como un enfoque rentable y competitivo para la mitigación del clima (suponiendo que el sistema sea alimentado únicamente por energía solar fotovoltaica). Este estudio proporciona información sobre la viabilidad y optimización de los sistemas FTES y destaca el papel de las propiedades de fractura/falla en la mejora de la eficiencia energética.
Descripción
Aunque los sistemas de Almacenamiento de Energía Térmica en Acuíferos (ATES) son ampliamente investigados, los sistemas de Almacenamiento de Energía Térmica en Rocas Fracturadas (FTES) están relativamente poco explorados. Este estudio presenta un modelo numérico detallado de un reservorio granítico fracturado en el laboratorio subterráneo de Bedretto en Suiza, desarrollado utilizando COMSOL Multiphysics. La eficiencia energética se evaluó en diferentes caudales y configuraciones de pozos, incluyendo sistemas de pozo único y doble, así como para dos temperaturas diferentes, a saber, 60 grados C y 120 grados C. La configuración de doble a una temperatura de inyección de 60 grados C con un caudal de 2 kg/s demostró la mayor eficiencia energética entre los casos estudiados. Se discuten las aplicaciones potenciales para el calor almacenado, con escenarios que incluyen calefacción de distritos para la aldea cercana y calefacción de invernaderos. Los resultados muestran que, aunque el FTES está asociado con desafíos únicos, tiene un potencial significativo como un método confiable de almacenamiento de energía térmica, particularmente en regiones sin acuíferos adecuados. También puede considerarse como un enfoque rentable y competitivo para la mitigación del clima (suponiendo que el sistema sea alimentado únicamente por energía solar fotovoltaica). Este estudio proporciona información sobre la viabilidad y optimización de los sistemas FTES y destaca el papel de las propiedades de fractura/falla en la mejora de la eficiencia energética.