Maalämpö voimala, siis voimala ei pelkkää lämpöä

airfoil

http://www.magneettimedia.com/?p=4121

Sattui silmiin juttu jossa ollaan tekemässä maalämpö voimaloita, joissa hyödynnetään 3-4 km. syvyydessä vallitsevää lämpöä. Vesi höyrystetään ja höyry pyörittää turbiinia. Artikkelissa sanotaan laitosten sopivan myös tänne, vaikka meillä ei ole vulkaanisesti aktiivinen maaperä.

Joku vuosi sitten Venäläiset porasivat Pohjois-Karjalaan pari reikää, kuitatakseen velkojaan. Reijät taisi olla vain pari kilometriä syviä. Mikä lämpötila mahtoi olla noissa syvyyksissä. Kallio on aika hyvä eriste, voisiko reikä jäähtyä liikaa. Toisaalta vedellä on aikaa lämmetä syvälle mennessä jolloin vesi ei ole enää kovinkylmää, mutta höyrystyminen vaatii energiaa paljon. Käytettävät tehot laitoksissa joita suunnitellaan ja myös jo rakennetaan artikkelin mukaan Euroopassa ovat 10 Mw. luokkaa.
Oli ne aika kalliita reikia joita Karjalaan porattiin, niitä voisi jo hyödyntää osittain. Meillä on kallioperä paksuimpia mitä maapallolta löytyy, joten aika syviä reikiä pitää porata. Pyhäjärvellä Inmetin kaivos on 1400m syvä ja lämpö vasta 27.

Sen verran kyseisen artikkelin luotettavuudesta että syksyllä oli kyseisessä lehdessä artikkeli samalla tasolla kuin savorinen ja fet olisivat sen väsänneet, sen kirjoittajaa en muista. Joten pienellä varauksella suhtautua artikkeliin.

17

898

    Vastaukset

    Anonyymi (Kirjaudu / Rekisteröidy)
    5000
    • 190 m x 140 kWh = 26 600 kWh/vuosi.Reikä 127 mm syvyys 200m
      On jonkunlainen keskiarvo, ainakin Ruotsissa.
      Pohjaveden (kalliossa) lämpötila on n 6 - 8 astetta noinkin matalalla.
      Ja lämpenee syvemmälle mentäessä.
      Luulisin ongelmaksi muodostuvan, veden vähäisen virtaamisen,
      vaikka sehän riippuu kallion laadusta, olisi
      hyvä jos olisi rakoillutta kalliota niin porareikään tulisi tarpeeksi vettä.
      Samate vaaditaan minimi 20m reikien väliä jos niitä on useita

      • Eihän vesi vapaaehtoisesti virtaa noin syvällä. Konvektiovirtaus tuskin riittää. Pumppaako ne muuten vettä samalla noista reijista pois, saadakseen virtauksen ja samalla pohjavetta kaupanpäälle.
        Noinkin syvällä taitaa kallioraotkin olla paineen takia aika kiinni.

        Ps. Laitoin sulle postia.


      • airfoil kirjoitti:

        Eihän vesi vapaaehtoisesti virtaa noin syvällä. Konvektiovirtaus tuskin riittää. Pumppaako ne muuten vettä samalla noista reijista pois, saadakseen virtauksen ja samalla pohjavetta kaupanpäälle.
        Noinkin syvällä taitaa kallioraotkin olla paineen takia aika kiinni.

        Ps. Laitoin sulle postia.

        Tarkoitin virtauksella, että vesi vaihtuu, eli lämpötila pysyy samana eikä laske. En tiedä pumpataanko vettä pois.
        Kyllä sitä vettä on aika syvälläkin;-) Huokoisempi kivilaji joka johtaa vettä paremmin, kestänee kuitenkin kallion jännitykset.


      • arkhimedes kirjoitti:

        Tarkoitin virtauksella, että vesi vaihtuu, eli lämpötila pysyy samana eikä laske. En tiedä pumpataanko vettä pois.
        Kyllä sitä vettä on aika syvälläkin;-) Huokoisempi kivilaji joka johtaa vettä paremmin, kestänee kuitenkin kallion jännitykset.

        Siis miksi vesi edes vistaisi mihinkään suuntaa noissa kallio halkeamissa. koska yläpuolella on satojenmetrien vesi. Ei yläpuolen pienet erot pohjaveden korkeuksissa, jota liikuttavat vettä soraharjuissa ja savessa, kalliohalkeamissa pinnan tuntumassa. Ei ne erot millään vaikuta noin syvällä. eli vesi ei mielestäni virtaa ollenkaan. On toki vettä niin syvälle kuin se lämpötilan ja paineen ansioista on mahdollista. Ainoastaan pumppaamalla vettä samaisista reijista pois saataisiin lämmintä vettä virtaamaan. Mutta senkin lämpimän vesimäärän energia sisältö taitaa olla pisara meressä, reijistä otettavaan tehoon verrattuna.

        Nyt on muutama asuinalue tarkoitus lämmittää ihan maalämmöllä ja niissä on mielestäni aika suuret tehot tarkoitus ottaa porausreijista, ja koska kyseessä on ihan kenttät alkaa jäähtymis riski olla varteen otettava. Tavallisen talon porareikä kerkiää latautua kesän aikana. Ympäröivastä kalliosta johtumalla. Vaikka toivottavasti insinöörit osaa laskea ja olen väärässä.


      • airfoil kirjoitti:

        Siis miksi vesi edes vistaisi mihinkään suuntaa noissa kallio halkeamissa. koska yläpuolella on satojenmetrien vesi. Ei yläpuolen pienet erot pohjaveden korkeuksissa, jota liikuttavat vettä soraharjuissa ja savessa, kalliohalkeamissa pinnan tuntumassa. Ei ne erot millään vaikuta noin syvällä. eli vesi ei mielestäni virtaa ollenkaan. On toki vettä niin syvälle kuin se lämpötilan ja paineen ansioista on mahdollista. Ainoastaan pumppaamalla vettä samaisista reijista pois saataisiin lämmintä vettä virtaamaan. Mutta senkin lämpimän vesimäärän energia sisältö taitaa olla pisara meressä, reijistä otettavaan tehoon verrattuna.

        Nyt on muutama asuinalue tarkoitus lämmittää ihan maalämmöllä ja niissä on mielestäni aika suuret tehot tarkoitus ottaa porausreijista, ja koska kyseessä on ihan kenttät alkaa jäähtymis riski olla varteen otettava. Tavallisen talon porareikä kerkiää latautua kesän aikana. Ympäröivastä kalliosta johtumalla. Vaikka toivottavasti insinöörit osaa laskea ja olen väärässä.

        Se veden jäähtyminen aiheuttanee veden liikettä.


      • perusfyysikko
        airfoil kirjoitti:

        Siis miksi vesi edes vistaisi mihinkään suuntaa noissa kallio halkeamissa. koska yläpuolella on satojenmetrien vesi. Ei yläpuolen pienet erot pohjaveden korkeuksissa, jota liikuttavat vettä soraharjuissa ja savessa, kalliohalkeamissa pinnan tuntumassa. Ei ne erot millään vaikuta noin syvällä. eli vesi ei mielestäni virtaa ollenkaan. On toki vettä niin syvälle kuin se lämpötilan ja paineen ansioista on mahdollista. Ainoastaan pumppaamalla vettä samaisista reijista pois saataisiin lämmintä vettä virtaamaan. Mutta senkin lämpimän vesimäärän energia sisältö taitaa olla pisara meressä, reijistä otettavaan tehoon verrattuna.

        Nyt on muutama asuinalue tarkoitus lämmittää ihan maalämmöllä ja niissä on mielestäni aika suuret tehot tarkoitus ottaa porausreijista, ja koska kyseessä on ihan kenttät alkaa jäähtymis riski olla varteen otettava. Tavallisen talon porareikä kerkiää latautua kesän aikana. Ympäröivastä kalliosta johtumalla. Vaikka toivottavasti insinöörit osaa laskea ja olen väärässä.

        "eli vesi ei mielestäni virtaa ollenkaan."

        Tämän mukaan
        http://www.tkk.fi/Units/AES/courses/crspages/tfy170_00/06_kulkeutuminen.pdf
        ...pohjavesi virtaa graniitissa 500 m syvyydessä 2 - 3 metriä vuodessa. Siitä vaan siirtyvää tehoa laskemaan.

        Yritin johtaa lämmön johtumisen kallioperässä. Sain (integroimalla pallon pinta-alaa säteen funktiona) r-säteisen onkalon lämpöresistanssille kaavan
        1/(4*pii*K*r),
        jossa K on lämmönjohtavuus, graniitilla n. 3 W/mK. Tuon kaavan mukaan siis kallioperässä 20 metrin läpimittaisen onkalon lämpöresistanssi ympäröivään kallioperään on 0.00265 K/W. Tällöin 200-asteisesta kallioperästä saataisiin 100-asteista lämpöenergiaa (ero siis 100 astetta) 100K / 0.00265K/W = vajaat 40 kW, suurin piirtein maailman tappiin saakka. 100:lla asteella ei vielä kummoista höyryvoimalaa tehdä, ja jos lämpötila nostetaan 150 asteeseen niin lämpötilaero puolittuu ja samalla saatava teho. Toinen vaihtoehto on mennä vielä syvemmälle tai kaivaa isompi onkalo.
        En todellakaan ole varma kaavan oikeellisuudesta, mutta mielestäni suuruusluokka on järkevä.


      • perusfyysikko kirjoitti:

        "eli vesi ei mielestäni virtaa ollenkaan."

        Tämän mukaan
        http://www.tkk.fi/Units/AES/courses/crspages/tfy170_00/06_kulkeutuminen.pdf
        ...pohjavesi virtaa graniitissa 500 m syvyydessä 2 - 3 metriä vuodessa. Siitä vaan siirtyvää tehoa laskemaan.

        Yritin johtaa lämmön johtumisen kallioperässä. Sain (integroimalla pallon pinta-alaa säteen funktiona) r-säteisen onkalon lämpöresistanssille kaavan
        1/(4*pii*K*r),
        jossa K on lämmönjohtavuus, graniitilla n. 3 W/mK. Tuon kaavan mukaan siis kallioperässä 20 metrin läpimittaisen onkalon lämpöresistanssi ympäröivään kallioperään on 0.00265 K/W. Tällöin 200-asteisesta kallioperästä saataisiin 100-asteista lämpöenergiaa (ero siis 100 astetta) 100K / 0.00265K/W = vajaat 40 kW, suurin piirtein maailman tappiin saakka. 100:lla asteella ei vielä kummoista höyryvoimalaa tehdä, ja jos lämpötila nostetaan 150 asteeseen niin lämpötilaero puolittuu ja samalla saatava teho. Toinen vaihtoehto on mennä vielä syvemmälle tai kaivaa isompi onkalo.
        En todellakaan ole varma kaavan oikeellisuudesta, mutta mielestäni suuruusluokka on järkevä.

        Toisaalta muistan kuinka joskus tuli Kunnalliselämä lehti jossa oli käyrästöä kuinka jokin suuri kalliosuoja oli lämmitetty ja sen ensimmäisen vuoden läämmityskulut oli suuret, mutta ne tasaantu todella pieneksi kolme vuoden aikana, siksi hyvä on kallion eristävyys.
        Niin vesimäärä joka virtaa kalliossa on pieni. koska halkeamat on pieniä, joten virtaavan veden energia sisäktö on todella pieni.

        Kirjoitit toiseen kohtaan ketjua lämpötilan muutos nopeudesta syvemmälle mennessä. Taisin aloituksessa mainita myös tästä epäköhdasta. Olisi todella mielenkiintoista saada tietoja niistä koeporauksista Pohjois-Karjalassa ja lämpötiloista.

        On totta että jos homma toimisi, olisi se ehdottomasti edullista energiaa jos vain reikää ei lypsetä liikaa. Reikä ei kulu, eikä saastuta. Tuokin maanjäristys joka jutussa mainitaan epäilyttää ei taida höyry jaksaa tommoista järistystä tehdä. Tuskin höyry jaksaa tehdä lisää tilaa ja toinen kysymys mikä höyry, koska syvällä putkistossa veden paine estää kiehumisen. Vesi on kuumaa, ei muuta, onhan vettä kallioissa muutenkin eikä ne räjähtele? Oikeastaan tätä asiaa kun miettii taitaa olla koko juttu satua.


      • perusfyysikko
        airfoil kirjoitti:

        Toisaalta muistan kuinka joskus tuli Kunnalliselämä lehti jossa oli käyrästöä kuinka jokin suuri kalliosuoja oli lämmitetty ja sen ensimmäisen vuoden läämmityskulut oli suuret, mutta ne tasaantu todella pieneksi kolme vuoden aikana, siksi hyvä on kallion eristävyys.
        Niin vesimäärä joka virtaa kalliossa on pieni. koska halkeamat on pieniä, joten virtaavan veden energia sisäktö on todella pieni.

        Kirjoitit toiseen kohtaan ketjua lämpötilan muutos nopeudesta syvemmälle mennessä. Taisin aloituksessa mainita myös tästä epäköhdasta. Olisi todella mielenkiintoista saada tietoja niistä koeporauksista Pohjois-Karjalassa ja lämpötiloista.

        On totta että jos homma toimisi, olisi se ehdottomasti edullista energiaa jos vain reikää ei lypsetä liikaa. Reikä ei kulu, eikä saastuta. Tuokin maanjäristys joka jutussa mainitaan epäilyttää ei taida höyry jaksaa tommoista järistystä tehdä. Tuskin höyry jaksaa tehdä lisää tilaa ja toinen kysymys mikä höyry, koska syvällä putkistossa veden paine estää kiehumisen. Vesi on kuumaa, ei muuta, onhan vettä kallioissa muutenkin eikä ne räjähtele? Oikeastaan tätä asiaa kun miettii taitaa olla koko juttu satua.

        ...aika paljon on venytetty faktoja, kuten:
        "koko peruskallio on 4–5 km syvyydessä tasaisesti 180–300 asteista kaikkialla. Siis myös täällä Suomessa."
        Ei ole Suomessa. Jutun linkit osoittivat geotermisille alueille. Saksan jutussakin meni energiat sekaisin, se 10 MW oli ymmärtääkseni lämpö- ja sähköteho yhteensä (josta sähkön osuus lienee pieni), mutta kuitenkin sitä verrataan Olkiluodon 1600 MW sähkötehoon.


      • airfoil joka ei kirj
        perusfyysikko kirjoitti:

        "eli vesi ei mielestäni virtaa ollenkaan."

        Tämän mukaan
        http://www.tkk.fi/Units/AES/courses/crspages/tfy170_00/06_kulkeutuminen.pdf
        ...pohjavesi virtaa graniitissa 500 m syvyydessä 2 - 3 metriä vuodessa. Siitä vaan siirtyvää tehoa laskemaan.

        Yritin johtaa lämmön johtumisen kallioperässä. Sain (integroimalla pallon pinta-alaa säteen funktiona) r-säteisen onkalon lämpöresistanssille kaavan
        1/(4*pii*K*r),
        jossa K on lämmönjohtavuus, graniitilla n. 3 W/mK. Tuon kaavan mukaan siis kallioperässä 20 metrin läpimittaisen onkalon lämpöresistanssi ympäröivään kallioperään on 0.00265 K/W. Tällöin 200-asteisesta kallioperästä saataisiin 100-asteista lämpöenergiaa (ero siis 100 astetta) 100K / 0.00265K/W = vajaat 40 kW, suurin piirtein maailman tappiin saakka. 100:lla asteella ei vielä kummoista höyryvoimalaa tehdä, ja jos lämpötila nostetaan 150 asteeseen niin lämpötilaero puolittuu ja samalla saatava teho. Toinen vaihtoehto on mennä vielä syvemmälle tai kaivaa isompi onkalo.
        En todellakaan ole varma kaavan oikeellisuudesta, mutta mielestäni suuruusluokka on järkevä.

        1"00:lla asteella ei vielä kummoista höyryvoimalaa tehdä, ja jos lämpötila nostetaan 150 asteeseen niin lämpötilaero puolittuu ja samalla saatava teho." tämä kohta kummastuttaa? Eikös lämpötila eroa pidä verrata käyttölämpötilasta jäähtyneen lämpötilan suhteen eikä ympäristä lämpötilan ja käyttälämpötilan suhteen. Jossa minun mielestä pitäää pyrkiä niin lähelle toisiaan kuin mahdollista.


      • perusfyysikko
        airfoil joka ei kirj kirjoitti:

        1"00:lla asteella ei vielä kummoista höyryvoimalaa tehdä, ja jos lämpötila nostetaan 150 asteeseen niin lämpötilaero puolittuu ja samalla saatava teho." tämä kohta kummastuttaa? Eikös lämpötila eroa pidä verrata käyttölämpötilasta jäähtyneen lämpötilan suhteen eikä ympäristä lämpötilan ja käyttälämpötilan suhteen. Jossa minun mielestä pitäää pyrkiä niin lähelle toisiaan kuin mahdollista.

        Tarkoitin kalliosta johtuvan lämpötehon määrää joka riippuu suoraan lämpötilaerosta, siis kallion ja käyttölämpötilan. Sähköhyötysuhde tietysti paranee käyttölämpötilan noustessa. Jostain löytyy optimi, jos halutaan maksimoida sähköteho.


    • martta0

      Tähän pitää palata tarkemmin myöhemin, mutta tuon liitteenä olevan jutun perusteella voimala ei toimi kuten kerrotaan... liitteen kuva esimerkiksi on liian yksinkertainen ja sinällänsä harhaanjohtavaa tietoa antava. Ei höyryvoimala noin toimi.

      • perusfyysikko

        ...eikä Suomen kallioperän lämpötila taida nousta noin nopeasti kuin jutussa väitetään.


      • perusfyysikko kirjoitti:

        ...eikä Suomen kallioperän lämpötila taida nousta noin nopeasti kuin jutussa väitetään.

        Lämpötila vasta 40 astetta hintaa olisi ollut 7miljoonaa euroa. Tiedot on poimittua keskusteluista. ja eikä siksi ole luotettavua. Hintaa muistelin kyllä lähemmäksi 100 miljoonaa. Oliko homma aloitettu markka aikaan ja hinta olisi markkoja:) Työssä oli kuitenkin venäjän velkojen kuittaus, olisko vaivautuneet 7 miljoonan tähden. Samaan sarjaan kuuluin myös seismiset tutkimukset poikki Suomen.




      • arkhimedes kirjoitti:

        Lundin kunnassa porareijässä lämpötila 1 000 m n 15 astetta ja 2 000 m, n 20-25 astetta.Wikibedian mukaan?
        Tuossa ruotsiksi jotain geotermisestä lämmöstä:
        http://www.geosus.se/DBFiles/geotermifolder.PDF

        Mutta taisi olla artikkeli hätäisesti tehty. Pohjolassa ei ole mahdollista hyödyntää kallion sisäistä lämpöä kustannustehokkaasti. Pitäisi porata lähemmäksi kymmenen kilometriä, joka on vaikeaa.
        Muistelen syvimpien kaivosten olevan ainakin 3,7km. syviä ja sielläkin ihmiset tekevät töitä, joten ei ne voi kovinkaan kuumia olla, maksimissaan 70 astetta. Ja kuolan syvässä reijässäkin vain 180 astetta jos oikein ymmärsin artikkelin, vaikka oltiin 12km syvyydessä.

        http://en.wikipedia.org/wiki/Kola_Superdeep_Borehole


    • asioita

      Alipaineessa vesi saadaan kiehumaan alemmissa lämpötiloissa.

    Ketjusta on poistettu 0 sääntöjenvastaista viestiä.

    Luetuimmat keskustelut

    1. Nurmossa kuoli 2 Lasta..

      Autokolarissa. Näin kertovat iltapäivälehdet juuri nyt. 22.11. Ja aina ennen Joulua näitä tulee. . .
      Seinäjoki
      45
      2937
    2. Vanhalle ukon rähjälle

      Satutit mua niin paljon kun erottiin. Oletko todella niin itsekäs että kuvittelet että huolisin sut kaiken tapahtuneen
      Ikävä
      46
      2844
    3. Maisa on SALAKUVATTU huumepoliisinsa kanssa!

      https://www.seiska.fi/vain-seiskassa/ensimmainen-yhteiskuva-maisa-torpan-ja-poliisikullan-lahiorakkaus-roihuaa/1525663
      Kotimaiset julkkisjuorut
      124
      2629
    4. Mikko Koivu yrittää pestä mustan valkoiseksi

      Ilmeisesti huomannut, että Helenan tukijoukot kasvaa kasvamistaan. Riistakamera paljasti hiljattain kylmän totuuden Mi
      Kotimaiset julkkisjuorut
      338
      1694
    5. Mitä sanoisit

      Ihastukselle, jos näkisitte?
      Tunteet
      71
      1074
    6. Ensitreffit Hai rehellisenä - Tämä intiimiyden muoto puuttui suhteesta Annan kanssa: "Meillä ei..."

      Hai ja Anna eivät jatkaneet avioliittoaan Ensitreffit-sarjassa. Olisiko mielestäsi tällä parilla ollut mahdollisuus aito
      Ensitreffit alttarilla
      10
      1051
    7. Purra hermostui A-studiossa

      Purra huusi ja tärisi A-studiossa 21.11.-24. Ei kykene asialliseen keskusteluun.
      Perussuomalaiset
      193
      917
    8. Miksi pankkitunnuksilla kaikkialle

      Miksi rahaliikenteen palveluiden tunnukset vaaditaan miltei kaikkeen yleiseen asiointiin Suomessa? Kenen etu on se, että
      Maailman menoa
      101
      772
    9. Joel Harkimo seuraa Martina Aitolehden jalanjälkiä!

      Oho, aikamoinen yllätys, että Joel Jolle Harkimo on lähtenyt Iholla-ohjelmaan. Tässähän hän seuraa mm. Martina Aitolehde
      Suomalaiset julkkikset
      26
      760
    10. Miten meinasit

      Suhtautua minuun kun taas kohdataan?
      Ikävä
      43
      722
    Aihe