Μοντελοποίηση δικτύου διανομής γεωθερμικών ρευστών από πεδίο χαμηλής ενθαλπίας

Λεμπέσης, Στέφανος; Lempesis, Stefanos

dc.contributor.author	Λεμπέσης, Στέφανος	el
dc.contributor.author	Lempesis, Stefanos	en
dc.date.accessioned	2022-11-28T09:39:11Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/56264
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.23962
dc.rights	Default License
dc.subject	Προσομοίωση	el
dc.subject	Ανάπτυξη λογισμικού	el
dc.subject	Γεωθερμία χαμηλής ενθαλπίας	el
dc.subject	Δίκτυο μεταφοράς γεωθερμικού ρευστού	el
dc.subject	Βελτιστοποίηση παραμέτρων	el
dc.subject	Simulation	en
dc.subject	Parameter optimization	en
dc.subject	Software development	en
dc.subject	Geothermal fluid flow network	en
dc.subject	Low-enthalpy geothermal energy	en
dc.title	Μοντελοποίηση δικτύου διανομής γεωθερμικών ρευστών από πεδίο χαμηλής ενθαλπίας	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Προσομοίωση	el
heal.classification	Ανάπτυξη λογισμικού	el
heal.classification	Γεωθερμία χαμηλής ενθαλπίας	el
heal.classification	Βελτιστοποίηση παραμέτρων	el
heal.dateAvailable	2023-11-27T22:00:00Z
heal.language	el
heal.access	embargo
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2022-07-22
heal.abstract	Η παρούσα Διπλωματική Εργασία έχει ως αντικείμενο της την ανάπτυξη λογισμικού που επιτρέπει το σχεδιασμό και την ανάλυση (υδραυλική και θερμική) ενός δικτύου μεταφοράς γεωθερμικών ρευστών ενός πλήρους, πραγματικού συστήματος παραγωγής, την επίλυσή του και την παρουσίαση των αποτελεσμάτων πίεσης και θερμοκρασίας σε κάθε κόμβο/κλάδο και στο σημείο της τελικής διάθεσης. Στην Ελλάδα τα περισσότερα γεωθερμικά πεδία είναι χαμηλής ενθαλπίας και μάλιστα οι ταμιευτήρες βρίσκονται μακριά από τις μονάδες αξιοποίησης της ενέργειας. Επομένως, απαιτείται ένα δίκτυο το οποίο μεταφέρει το θερμό γεωθερμικό ρευστό από τις κεφαλές των γεωτρήσεων στις μονάδες αξιοποίησης. Στόχος του λογισμικού είναι να λειτουργεί ως ένα εργαλείο που θα βοηθήσει το μηχανικό να σχεδιάσει ένα δίκτυο αγωγών κατά το βέλτιστο τρόπο, παρέχοντάς του μία ξεκάθαρη εικόνα της απώλειας πίεσης και θερμότητας κατά μήκος των σωληνώσεων, η οποία λειτουργεί σαν ένδειξη των αδύναμων σημείων του δικτύου, έτσι ώστε να μπορέσει να τα τροποποιήσει σε μελλοντικές υλοποιήσεις. Η ανάπτυξη του λογισμικού προσομοίωσης έγινε στη γλώσσα προγραμματισμού Python. Η διπλωματική εργασία είναι διαιρεμένη σε 3 σκέλη. Το 1ο σκέλος είναι γενικό, αφορά τα γεωθερμικά συστήματα και τα πεδία, δίνεται ιδιαίτερη έμφαση στη δομή των συστημάτων των γεωθερμικών πεδίων χαμηλής ενθαλπίας και επισημαίνονται οι κυριότερες εφαρμογές της γεωθερμίας χαμηλής ενθαλπίας, με έμφαση τον ελλαδικό χώρο. Στο 2ο σκέλος αναλύεται η διαδικασία ανάπτυξης του μοντέλου της προσομοίωσης και της βελτιστοποίησης των αβέβαιων παραμέτρων του δικτύου. Στο 3ο σκέλος της εργασίας, πραγματοποιείται μελέτη περίπτωσης του δικτύου αγωγών ενός υποθετικού γεωθερμικού πεδίου χαμηλής ενθαλπίας, εμπνευσμένο από πραγματικά δεδομένα Ελληνικών πεδίων, πραγματοποιείται έλεγχος αξιοπιστίας των αποτελεσμάτων της παροχής σε κάθε αγωγό, της πίεσης σε κάθε κόμβο και της θερμοκρασίας στα άκρα των αγωγών, αξιολογούνται τα δεδομένα πτώσης πίεσης και θερμότητας προκειμένου να εντοπιστούν τα αδύναμα σημεία του δικτύου και πραγματοποιείται ένας αντίστοιχος έλεγχος αξιοπιστίας στη μέθοδο βελτιστοποίησης των παραμέτρων μεταφοράς θερμότητας του δικτύου.	el
heal.abstract	The thesis focuses on the development of a software that allows the design and analysis (hydraulic and thermal) of a geothermal fluid flow network of a full-scale, real-world production system, its solution and the computation of pressure and temperature results at each node/sector and at the point of the final disposal. In Greece, most geothermal fields are low enthalpy ones and the reservoirs are usually located far from the energy utilization units. Therefore, a network is required to transport the hot geothermal fluid from the wellheads to the utilization unit (such as a greenhouse). The software aims at acting as a tool that will aid the engineer to design a pipeline network in an optimal way, providing them with a clear picture of pressure and heat loss along the pipelines. The latter act as an indication of the weak points of the network, so that they can be improved in future implementations. The development of the simulation software was done in the Python programming language. The thesis is divided into 3 parts. The 1st part is generic, it discusses geothermal systems and fields with special emphasis being placed on the structure of low enthalpy geothermal field systems. The main applications of low enthalpy geothermal energy are highlighted, with an emphasis in Greece. In the 2nd part, the development process of the simulation model and of the optimization of the uncertain parameters is analyzed in terms of the governing physics laws and mathematical implementation. In the 3rd part of the thesis, a case study of the pipeline network of a hypothetical low enthalpy geothermal field, inspired by real data from Greek fields, is carried out. Reliability checks on the results of the flow rate at each pipe, the pressure at each node and the temperature at the ends of the pipelines are carried out and the pressure and heat loss data are evaluated in order to identify the weak points of the network. Finally, a reliability check on the optimization method of the network heat transfer parameters is performed.	en
heal.advisorName	Γαγάνης, Βασίλειος	el
heal.committeeMemberName	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	136 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false