Εφαρμογή μοντέλου προσομοίωσης μεταφοράς θερμότητας σε γεωθερμικό πεδίο:
Creators: name: Πάκος, Γεώργιος Δημητρίου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2011
Subjects: Γεωθερμία
Μοντέλα Προσομοίωσης
Μεταφορά θερμότητας
Geothermal
Simulation Models
Heat transport

description: Η γεωθερμική ενέργεια είναι μια φυσική, ήπια και σε σημαντικό βαθμό ανανεώσιμη πηγή ενέργειας, η οποία προέρχεται από το εσωτερικό της γης και εμπεριέχεται σε φυσικούς και επιφανειακούς ή υπόγειους ατμούς, με ή χωρίς αέρια σε θερμά νερά ή σε μίγματα των παραπάνω, καθώς και σε θερμά-ξηρά πετρώματα. Τα τελευταία χρόνια, ο ρόλος που διαδραματίζει η Γεωθερμία αυξάνεται συνεχώς, αφού η γεωθερμική ενέργεια αποτελεί ουσιαστικά μια ανεξάντλητη και οικονομική μορφή ενέργειας, με πολλές και χρήσιμες εφαρμογές, καθώς και με ήπιες ή σχεδόν μηδενικές επιπτώσεις στο περιβάλλον. Το γεγονός αυτό αύξησε την απαίτηση για ένα πιο συστηματικό και αναλυτικότερο έλεγχο των καταστάσεων και φαινομένων που λαμβάνουν χώρα σε ένα γεωθερμικό πεδίο και σχετίζονται με την εκμετάλλευσή του. Έτσι, στα πλαίσια της παρούσας διπλωματικής εργασίας επιχειρείται η εφαρμογή μοντέλου προσομοίωσης μεταφοράς θερμότητας σε γεωθερμικό πεδίο, προκειμένου να εξαχθούν χρήσιμα συμπεράσματα για την καταλληλότητα ενός τέτοιου μοντέλου, αλλά και τη χρησιμότητα του ως εργαλείο εκμετάλλευσης της γεωθερμικής ενέργειας. Πιο συγκεκριμένα, αφού ανακτήθηκαν υδρογεωλογικά δεδομένα από δημοσιευμένη μελέτη για ένα γεωθερμικό πεδίο, πραγματοποιείται στο λογισμικό GMS 8.0 της εταιρίας Aquaveo η προσομοίωση της ροής του υδροφορέα και εφαρμόζονται δύο εναλλακτικά σενάρια σχετικά με τη μεταφορά θερμότητας στον υδροφορέα μελέτης. Τα σενάρια αυτά επιλύονται από τον κώδικα MT3DMS, που βασίζεται στην ταυτόχρονη επίλυση των εξισώσεων που περιγράφουν την κίνηση του υπόγειου νερού και τη μεταφορά διαλυμένης μάζας σε πορώδες μέσο. Η προσομοίωση της μεταφοράς ενέργειας γίνεται με την παραδοχή της αναλογικότητας των εξισώσεων που διέπουν την μεταφορά μάζας και ενέργειας και αφού προηγηθεί αναδιατύπωση των μεταβλητών του προβλήματος σε όρους ενέργειας, σύμφωνα πάντα με τη μελέτη των Mendez et al (2010). Τέλος εξάγονται τα ανάλογα συμπεράσματα σχετικά με τη δυνατότητα για τέτοιου είδους προσομοιώσεις αλλά και τη χρησιμότητα τους.
description: Geothermal energy is generated in the Earth’s core. It is cost effective, reliable, sustainable and environmentally friendly and its resources range from hot water, surface or underground vapor to hot-dry rock. During the last years geothermal energy has come to play an increasingly important role in the energy industry since it constitutes an inexhaustible source of energy with almost zero environmental impact. Various applications that facilitate its exploitation are already available. As a result, the demand for a more systematic and detailed control of the procedures that take place in the geothermal field and its exploitation, has significantly increased. This thesis attempts to implement a simulation model of heat transfer in the geothermal field in order to explore the range of applications that derive from such a model and its potential usage as a tool for the exploitation of geothermal energy. The hydrogeological data used was recovered from the study of Mendez et al (2010). The GMS 8.0 software of the Aquaveo Company was used to simulate the flow in the aquifer under study and perform the application of two alternative scenarios concerning the heat transfer in it. The simultaneous solution of the equations describing the flow of underground water and transport of dissolved mass in porous media was conducted using the MT3DMS code. The simulation of energy transfer is applicable based on the mathematical similarities between the description of heat and solute transport after readjusting the problem variables into energy terms, based on the study of Mendez et al (2010).Finally, conclusions on the potential applications of such simulations and their utility in the study of effective exploitation of geothermal energy were extracted.