De rol van massflowmeters in experimenten om het proces van geothermische energieopwekking te simuleren

Het vinden van nieuwe energiebronnen is een hot topic in de huidige samenleving. Ik hou van het landschap dat we in Zwitserland hebben met prachtige bergen, overal waar je kijkt. Zou het niet geweldig zijn als we deze bergen kunnen gebruiken op een manier dat ze ons kunnen helpen om onze eigen schone energie te creëren?

In feite is dat wat het Swiss Grimsel Rock Laboratory (eigendom van de NAGRA, ETH Zürich) onderzoekt: de mogelijkheden om de warmte van de aarde te gebruiken als energiebron, geothermische energie.

Geothermische energie gebruiken om uw energiecentrale op te warmen?

De elektriciteitsproductie in Zwitserland kan vandaag de dag worden onderverdeeld in 3 hoofdbronnen:

Waterkrachtcentrales
Kerncentrales
Conventionele warmtekrachtcentrales en andere centrales

Ongeveer 30% van de elektriciteitsproductie is afkomstig van kerncentrales. Hoe mooi zou het zijn om dit nog meer terug te brengen tot een nog schonere energie?

Video met uitleg over een wereldwijd experiment voor geothermische energieopwekking.

Geothermische energie lijkt een goede vervanging te zijn voor een deel van de huidige kernenergie. Het idee zelf is heel eenvoudig: pomp koud water in de aardkorst, laat het verwarmen door aardwarmte en pomp het warme water op om de warmte te benutten, bijvoorbeeld in een elektriciteitscentrale.

Er schuilt echter wel een addertje onder het gras. Op een diepte van 4 tot 5 kilometer, wanneer het geïnjecteerde water wordt verhit tot 200 °C, zal het in de poreuze rotsen uitzetten. De doorlaatbaarheid van het gesteente is gering en moet worden verbeterd door middel van hoge druk vloeistofinjecties. Deze drukverhoging kan leiden tot seismische gebeurtenissen.

In het Grimsel Rotslaboratorium wordt onderzocht onder welke omstandigheden zulke teweeg gebrachte aardbevingen plaatsvinden en hoe de omvang van dergelijke aardbevingen kan worden verminderd om niet aan het aardoppervlak voelbaar te zijn.

Waarom zou je massflowregelaars gebruiken?

Bronkhorst massflowregelaars worden gebruikt in hun experimenten om het geothermische energieopwekkingsproces te simuleren door een gecontroleerde toevoer van waterstromen naar de ondergrondse rotsen. Massflowregelaars zijn nodig om de gewenste hoeveelheid water nauwkeurig en met de juiste druk in het gesteente te injecteren.

Om te onderzoeken welk waterflowbereik een bepaalde activiteit in het gesteente zal veroorzaken, moeten de apparaten een groot doorstromingsbereik kunnen dekken.

Een reeks van hydraulische tests zoals:

pulsinjectie
constante doorstroming
constante hoofdcyclische waterinjecties

worden uitgevoerd om de hydraulische eigenschappen van de rotsmassa te bepalen en de invloed ervan (d.w.z. de drukreactie) in boorgaten in de directe omgeving van het injectiepunt te controleren. Aangezien rotsen met een lage doorlaatbaarheid deel uitmaken van het onderzoek, moet water in hele kleine hoeveelheden gedurende zeer lange tijd worden geïnjecteerd.

Welke massflowregelaars werden gebruikt?

De Bronkhorst oplossing bestaat uit drie verschillende Coriolis massflowregelaars gemonteerd op een flowpaneel, inclusief regel- en monitoringsapparatuur. De massflowregelaars (MFC's) worden gebruikt om gedemineraliseerd water te regelen.

MFC voor 2 tot 100 g/h (mini CORI-FLOW M12)
MFC voor 20 tot 1000 g/h (mini CORI-FLOW M13)
MFC voor 0,8 tot 40 kg/h (mini CORI-FLOW M15)

Om de invloed van de lage flowsnelheid te onderzoeken, moeten veel verschillende bereiken van gedemineraliseerd water als invoerparameter worden gebruikt, met slechts een klein aantal apparaten.

Met het gebruikte flowpaneel kan elk van de drie apparaten voor het juiste flowbereik worden geselecteerd. Coriolis-instrumenten worden hier gebruikt vanwege hun hoge nauwkeurigheid en omdat ze in staat zijn om direct een bepaalde hoeveelheid water te leveren, ongeacht de procesomstandigheden, zoals de omgevingstemperatuur en -druk.

Bovendien kunnen watereigenschappen zoals de temperatuur en dichtheid van het water in real-time worden afgelezen. De maximale temperatuur van het water dat gebruikt wordt in het Grimsel Rock Laboratory, dat zich op een diepte van 400 tot 500 meter bevindt, is 40°C (alleen tijdens de thermische testen).

Wilt u meer informatie over de experimenten met geothermische energie? Download dan de PDF van de onderzoekers van ETH Zürich.

Download PDF

Deze opstelling is een robuuste, betrouwbare, flexibele, compacte en gebruiksvriendelijke manier om de watertoevoer te regelen. Om hun experimenten te volgen, gebruiken de onderzoekers van ETH Zürich Bronkhorst software, waaronder FlowPlot, om een grafiek te maken van het gehele experiment.

Bovendien hebben ze de mogelijkheid om met TeamViewer de opstelling bij Grimsel op afstand te besturen, te bekijken en te monitoren, zodat ze niet de hele tijd op de testlocatie hoeven te zijn.

Wil je meer informatie over flowmeters bij de exploitatie van aardwarmte? Check dan de klant applicatie waar wij samen met onze klant hebben gewerkt aan een proces oplossing.

Klant applicatie

De rol van massflowmeters voor het opwekken van geothermische energie

Geothermische energie gebruiken om uw energiecentrale op te warmen?

Waarom zou je massflowregelaars gebruiken?

Een reeks van hydraulische tests zoals:

Welke massflowregelaars werden gebruikt?

Wil je meer informatie over flowmeters of -regelaars?

Hoe selecteer je de juiste flowmeter voor jouw applicatie?

Massflowinstrumenten - de 10 beste tips voor installatie