Μελέτη ροής σε γεωθερμικούς ταμιευτήρες υψηλής ενθαλπίας με σχήμα παραγωγής-επανεισαγωγής

Αντωνέας, Γεώργιος; Antoneas, Georgios

dc.contributor.author	Αντωνέας, Γεώργιος	el
dc.contributor.author	Antoneas, Georgios	en
dc.date.accessioned	2022-02-09T19:21:56Z
dc.date.available	2022-02-09T19:21:56Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/54630
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.22328
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Γεωθερμία	el
dc.subject	Υψηλή ενθαλπία	el
dc.subject	Ηλεκτροπαραγωγή	el
dc.subject	Μοντελοποίηση	el
dc.subject	Παραγωγή-επανεισαγωγή	el
dc.subject	Αειφορία	el
dc.subject	Geothermal energy	en
dc.subject	High enthalpy	en
dc.subject	Power generation	en
dc.subject	Modeling	en
dc.subject	Production-reinjection	en
dc.subject	Sustainability	en
dc.title	Μελέτη ροής σε γεωθερμικούς ταμιευτήρες υψηλής ενθαλπίας με σχήμα παραγωγής-επανεισαγωγής	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Μοντελοποίηση Γεωθερμικού Πεδίου Υψηλής Ενθαλπίας	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2021-10-19
heal.abstract	Η παρούσα Διπλωματική Εργασία έχει ως αντικείμενο την ανάλυση, ερμηνεία και μελέτη ενός υποθετικού γεωθερμικού ταμιευτήρα υψηλής ενθαλπίας υπό σχήμα παραγωγής/επανεισαγωγής, με σκοπό τον βέλτιστο σχεδιασμό της διεργασίας παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας με αξιοποίηση του γεωθερμικού ρευστού υπό συνθήκες αειφορίας. Η μελέτη πραγματοποιήθηκε με προσομοίωση του ταμιευτήρα στο υπολογιστικό λογισμικό FEFLOW (Modeling), διαδικασία η οποία αποτελεί πρωταρχικό βήμα πριν την εκμετάλλευση ενός γεωθερμικού πεδίου, έτσι ώστε να βελτιστοποιηθούν οι ανθρωπογενείς παρεμβάσεις τόσο ως προς την παραγόμενη ενέργεια, όσο και ως προς την αειφορία του γεωθερμικού συστήματος. Μέσω της διαδικασίας αυτής μπορούν να προβλεφθούν πλήρως οι εσωτερικές ιδιότητες του εκάστοτε πεδίου μελέτης, καθώς και οι μεταβολές αυτών σε βάθος χρόνου. Ωστόσο, τα πιο σημαντικά δεδομένα σχετικά με τη φύση και τις ιδιότητες ενός γεωθερμικού συστήματος συγκεντρώνονται μέσω της συνεχούς παρακολούθησης και ελέγχου του πεδίου (Monitoring) και ιδίως παρακολουθώντας και καταγράφοντας την απόκρισή του κατά τη διάρκεια της λειτουργίας του. Επιπλέον σημαντικό ρόλο αποτελεί ο προσδιορισμός των χαρακτηριστικών του ταμιευτήρα του γεωθερμικού πεδίου, «κλειστός» ή «ανοιχτός» ταμιευτήρας, με σκοπό την κατασκευή ή όχι, αντίστοιχα, του κατάλληλου σχεδίου επανεισαγωγής (Reinjection) του ρευστού στο γεωθερμικό πεδίο. Η συγκεκριμένη μελέτη απέδειξε πως με τα διαθέσιμα δεδομένα και την κατάλληλη οργάνωση των θέσεων των γεωτρήσεων και του ρυθμού παραγωγής/επανεισαγωγής σε αυτές, μπορεί να παραχθεί μια γεωθερμική ισχύς της τάξης των 100MW και άνω, για ένα χρονικό διάστημα της τάξης των 100 ετών, τουλάχιστον. Μέσα από τη διαδικασία της ανάπτυξης του μοντέλου και της ερμηνείας των αποτελεσμάτων αυτού, φάνηκε ότι υπάρχουν περιθώρια μικρής βελτίωσης της απόδοσης του ταμιευτήρα, τα οποία θα μπορούσαν να αυξήσουν περαιτέρω την παραγόμενη ισχύ. Όλα τα παραπάνω παρουσιάζονται και αναλύονται στα ακόλουθα 6 κεφάλαια της παρούσας εργασίας, τόσο από θεωρητική όσο και από πρακτική άποψη. Κύριο σκοπό αποτελεί η ουσιαστική κατανόηση των βασικών αρχών που διέπουν τη ροή μέσα σε ένα γεωθερμικό πεδίο, με αποτέλεσμα τη συνακόλουθη χρήση και εφαρμογή τους στο υπολογιστικό λογισμικό. Αναλυτικότερα στα Κεφάλαια 1, 2 & 3 περιγράφονται βασικές έννοιες που αφορούν γενικότερα τη γεωθερμία, την αειφορία των γεωθερμικών συστημάτων και τις μαθηματικές έννοιες στις οποίες στηρίζεται ένα υπολογιστικό λογισμικό, ενώ στα Κεφάλαια 4, 5 & 6, περιγράφεται η διαδικασία της ανάπτυξης του μαθηματικού μοντέλου στο λογισμικό, τα αποτελέσματα, και τα συμπεράσματα της συνολικής προσομοίωσης.	el
heal.abstract	The subject of this Diploma Thesis is the analysis, interpretation and flow study of a hypothetical high-enthalpy geothermal reservoir with a production/re-pressure scheme, aiming at an optimal power generation process plan, under the limitation of geothermal sustainability. The study was carried out by simulating this reservoir in the computer software FEFLOW (Modeling). This is a primary process before a geothermal field exploitation, in order to obtain the optimization of human interventions in the geothermal system, in terms of both energy produced and sustainable development. Through this process, the internal properties of the studied geothermal field and their changes over time, can be fully predicted. However, the most important data of a geothermal system relating to its nature and their properties, are collected through continuous Monitoring, especially by monitoring and recording its response during its operation. Additionally, an important role in modeling simulation is to determine the reservoir characteristics of the geothermal field, ("closed" or "open" reservoirs), in order to build the appropriate fluid Reinjection plan in the geothermal field. By using the available data and appropriate organization tools to optimize the location and the rate of the production/reinjection wells, this study demonstrated that geothermal power of at least 100MW can be achieved for a period of at least 100 years. Through the model development process and the interpretation of its results, it appears that reservoir efficiency could be slightly improved, thus further increasing the output power. In the light of the arguments presented above, the theoretical and practical aspects of this study are discussed in the following 6 chapters. The main purpose is the essential understanding of the engineering principles governing flow in the field, resulting thus to their use and implementation in the computer software. Chapters 1, 2 & 3 provides information related to the geothermal energy, the sustainability of geothermal systems and the mathematical operation concepts of a computer software. Subsequently, chapters 4, 5 & 6 describe the development process of the mathematical model in FEFLOW, the simulation results and the conclusions obtained.	en
heal.advisorName	Γαγάνης, Βασίλειος	el
heal.committeeMemberName	Σταματάκη, Σοφία	el
heal.committeeMemberName	Καλλιώρας, Ανδρέας	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανικών Μεταλλείων Μεταλλουργών. Τομέας Μεταλλευτικής	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	149 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false