Question:
Comment fonctionne le chauffage géothermique?
Kenshin
2014-04-16 11:35:28 UTC
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J'ai entendu dire que le chauffage géothermique est un moyen de générer de l'énergie à partir de la différence de température entre les couches internes de la Terre et la croûte terrestre. Comment extraire cette énergie? Doit-on être près d'une limite de plaque tectonique pour accéder à ce gradient de température?

Cela va mieux près d'une limite de plaque tectonique, mais c'est possible ailleurs aussi. Voir [un article sur une perceuse près de chez moi] (http://geomedia.cz/data/GMLitVal.pdf).
Pouvez-vous clarifier un peu? La géothermie * le chauffage * est une chose, la production d'électricité en est une autre, la «production d'énergie» est vague et semble physiquement impossible. De plus, «les couches internes de la Terre» contre «la croûte terrestre» est une façon déroutante de le dire - nous n'exploitons certainement aucun gradient de température à cette échelle.
D'accord avec @kwinkunks. Le gradient thermique se situe en fait dans les premiers kilomètres de la croûte. Rien de plus profond que cela et nous ne pourrions pas creuser pour cela.
Deux réponses:
#1
+11
410 gone
2014-04-16 16:27:13 UTC
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Il existe actuellement deux méthodes pour extraire l'énergie géothermique: une principale, une encore au niveau expérimental / de démonstration.

Pollack et al (2010) estiment la chaleur géo-éthermique mondiale perte de 44 TW (en comparaison, le taux de consommation d’énergie de la civilisation est d’environ 20 TW).

Comme le note le Département américain de l’énergie, toutes les méthodes reposent sur la combinaison de trois facteurs :

  • chauffer sous terre,
  • fluide pour transporter la chaleur vers la surface, et
  • perméabilité pour permettre au fluide de s'écouler.

La méthode géothermique traditionnelle

Cela se produit près des limites des plaques tectoniques. Des réservoirs de liquide chaud sont exploités, pour amener les fluides chauds à la surface. En règle générale, la température des fluides est bien supérieure à 100 &degC ;, et peut être utilisée pour la production d'électricité, ainsi que pour le chauffage.

La méthode expérimentale est Hot Dry Rock

aka Enhanced Système géothermique ou EGS.

Comme l'a commenté Pavel V., il est testé en République tchèque, entre autres, et permet l'extraction de chaleur géothermique à partir d'endroits qui ne sont pas proches de limites des plaques tectoniques. À partir de ce lien:

la profondeur projetée du ... forage était comprise entre 2100 et 2500 m. Le diamètre de forage va de 393,7 mm pour la section supérieure de départ à 152 mm au fond du forage.

Un tube est placé dans un autre, à l'intérieur du forage. L'eau peut être injectée dans la chambre à air et renvoyée par l'espace entre les tubes, ou inversement.

Cet article reproduit le tableau suivant de Šafanda, J., Dědeček, P., Krešl, M., Čermák, V. [2007] Rapport de recherche géothermique pour PVGT-LT1 (en tchèque):

enter image description here

Comme vous pouvez le voir, ces températures sont beaucoup plus basses , ne sont donc pas adaptés à la production d'électricité, car il faut accepter des rendements très faibles (loi de Carnot). Ils sont utilisés pour le chauffage des locaux et de l'eau.

Cette réponse semble incomplète. Il existe plus de deux façons d'exploiter la chaleur terrestre. Lorsque j'ai lu la question pour la première fois, je pensais que le PO faisait référence à une pompe à chaleur géothermique, parfois appelée pompe à chaleur géothermique. Vous n'avez pas non plus évoqué l'utilisation directe de fluides géothermiques pour le chauffage ou la production d'électricité à basse température à l'aide de fluides de travail volatils. Dernière chose: vous pouvez faire de la géothermie conventionnelle loin des limites des plaques.
@kwinkunks Un GSHP n'est pas géothermique: il pompe l'énergie solaire captée dans la terre.
Je sais ce que c'est, mon point était que c'est souvent (généralement, selon mon expérience) appelé [pompe à chaleur géothermique] (http://en.wikipedia.org/wiki/Geothermal_heat_pump) et est donc souvent confondue avec l'énergie géothermique. Ma première lecture de la question m'a fait penser que le PO pourrait en parler. Mais vous avez tout à fait raison de ne pas en tenir compte dans votre réponse.
#2
+10
Peter Jansson
2014-04-16 15:27:47 UTC
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Expliquer les aspects scientifiques de la Terre (le fonctionnement d'un échangeur de chaleur dépasse le cadre du site). La Terre se refroidit essentiellement, perdant de la chaleur de l'intérieur par conduction vers l'espace. ce flux thermique peut être utilisé pour chauffer, par exemple de l'eau en profondeur puisque la température augmente avec la profondeur (significative) de la croûte terrestre. Il n'est pas nécessaire d'être près d'une limite de plaque bien que de tels emplacements puissent avoir des flux de chaleur anormalement élevés. L'Islande en est un bon exemple. Pour une plaque ignée, les flux de chaleur peuvent être en moyenne juste au-dessus de 40 milliwatts par mètre carré. En plus du flux de chaleur pure hors de la croûte, de la chaleur est également générée dans le substrat rocheux en raison de la désintégration radioactive. Les mesures effectuées en Scandinavie montrent que les flux de chaleur peuvent varier entre 30 et 82 miliwatt par mètre carré (Näslund et al. 2005).

Il existe donc une source d'énergie inépuisable d'un point de vue humain qui peut être exploitée. le but est d'utiliser le sol pour réchauffer du liquide, généralement de l'eau et utiliser un échangeur de chaleur (essentiellement un réfrigérateur inversé pour extraire, par exemple, de la chaleur pour le chauffage ou de l'eau chaude.

Näslund, J., Jansson, P., Fastook, J., Johnson, J., & Andersson, L. (2005) .Données détaillées de flux de chaleur géothermique réparties dans l'espace pour la modélisation des températures basales et de la production d'eau de fonte sous la calotte glaciaire fennoscandienne. Annals of Glaciology, 40, 95-101. Doi: 10.3189 / 172756405781813582



Ce Q&R a été automatiquement traduit de la langue anglaise.Le contenu original est disponible sur stackexchange, que nous remercions pour la licence cc by-sa 3.0 sous laquelle il est distribué.
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