Iskorištavanje geotermijskih ležišta

Osnovni podaci

Detaljne informacije

VRSTA NASTAVEUKUPNO
Auditorne vježbe30
Predavanja30

Opis predmeta: OPIS PREDMETA:
Iskorištavanje geotermijskih ležišta kao jednog od oblika obnovljivog izvora energije u značajnom je porastu u nekoliko zadnjih desetljeća zbog ekoloških i energetskih benefita korištenja ovakvih sustava. Postupak definiranja zaliha, razradno inženjerstvo, bušenje i eksploatacija vrlo su slični naftno-rudarskoj praksi iskorištavanja ugljikovodika, obzirom da je geotermalna voda često i sastavni dio ugljikovodičnih ležišta u vidu podinskog akvifera. Ovaj predmet opisuje razradu geotermalnog izvora od inicijalnih istraživanja lokacije, istražnih bušenja i dokazivanja potencijala, privođenja proizvodnji i određivanja zaliha. Također, sagledani su svi termogeološki i fizikalni parametri stijena i fluida koji su naftnom inženjeru nužni za razvoj geotermijskih projekata, a koje često provode i same naftne tvrtke u svijetu. Osim ležišnog ineženjerstva sagledan je i aspekt korištenja geotermalne energije na površini u vidu strojarskih instalacija za iskorištavanje toplinske energije.

CILJEVI PREDMETA:
Osposobljavanje studenata za razumijevanje i rješavanje problema iz područja iskorištavanja geotermijskih ležišta s naglaskom na prijenos toplinske energije u poroznoj sredini i razradno inženjerstvo dubokih akvifera.

OČEKIVANI ISHODI UČENJA:
Nakon položenog ispita student će:
- znati locirati potencijalna nalazišta geotermijskih ležišta tumačeći geološka i termogeološka obilježja šire lokacije
- shvatiti klasifikaciju geotermijskih ležišta na osnovi fizikalnih i termodinamičkih ležišnih podataka
- biti upoznat s osnovnim metodama proračuna prijelaza toplinske energije u poroznoj sredini i gubitku toplinske energije u uzlaznim cijevima
- naučiti kako se valoriziraju rezerve geotermalne vode temeljem jednadžbe materijalnog uravnoteženja
- biti upoznat s postupkom izrade tehničke dokumentacije kao što su Elaborat o rezervama i Glavni rudarski projekt za geotermijska ležišta
- shvatiti glavne oblike iskorištavanja geotermijskih ležišta direktnim iskorištavanjem toplinske energije i proizvodnjom električne energije
-poznavati osnovne termodinamičke aspekte korištenja geotermalnih voda i pare u elektranama za proizvodnju električne energije
-ekonomski valorizirati geotermijsko ležište

SADRŽAJ PREDMETA:

PREDAVANJA:
P1 Uvod u geotermijsko inženjerstvo kao dijela naftno-rudarske prakse, upoznavanje sa sadržajem kolegija, obavezama studenata te polaganjem kolokvija i ispita
P2 Geneza geotermijske energije
P3 Značajke istražnih prostora i eksploatacijskih polja geotermijske vode u Republici Hrvatskoj
P4 Klasifikacija geotermijskih nalazišta prema ležišnoj temperaturi i tlaku, određivanje zaliha
P5 Termodinamička svojstva ležišnih stijena i fluida, kemizam geotermijskih voda
P6 Osnovni geološki, termogeološki i fizikalni parametri u geotermijskom inženjerstvu
P7 Metode za određivanje temperature geotermijskog ležišta
P8 Termodinamičke osnove proizvodnje, održivosti i obnovljivosti geotermijske energije
P9 Jednadžba materijalnog uravnoteženja za geotermijsko ležište
P10 Promjena temperature pridobivene vode u funkciji vremena iskorištavanja ležišta
P11 Projektiranje utiskivanja geotermalne vode natrag u ležište
P12 Direktno korištenje geotermijske energije bez pretvorbe energije
P13 Proizvodnja električne energije i osnovni termodinamički i strojarski aspekti specifičnih postrojenja - elektrana
P14 Ekonomski parametri iskorištavanja geotermijskog ležišta
P15 Zakonska regulativa - Zakon o rudarstvu i primjena na geotermijsko ležište

VJEŽBE:
V1 Geneza geotermijske energije - proračun i mapiranje geotermijskog toplinskog toka
V2 Geneza geotermijske energije - distribucija temperature unutar Zemlje i izvorište toplinske energije
V3 Geotermijska nalazišta u Republici Hrvatskoj - geološka i termogeološka obilježja termalnih i subtermalnih izvora
V4 Geotermijska nalazišta u Republici Hrvatskoj - geološka i termogeološka obilježja visokotemperaturnih geotlačnih ležišta
V5 Metoda proračuna i određivanja ležišne temperature prema mjerenim podacima prilikom bušenja
V6 Metoda proračuna i određivanja ležišne temperature kemijskim analizama geotermijskih voda
V7 Korelacije za proračun osnovnih fizikalnih vrijednosti geotermijskog ležišta: temperatura, temperaturna provodljivost, toplinska vodljivost, specifična obujamska toplina, toplinski tok
V8 Jednadžba materijalnog uravnoteženja - proračun za geotermijsko ležište
V9 Proračun toplinskih gubitaka geotermijske vode u uzlaznim cijevima i sabirnom sustavu
V10 Određivanje količine vode koja se može proizvesti uz konstantnu temperaturu iz geotermijskog ležišta
V11 Primjer promjene temperature u funkciji vremena iskorištavanja geotermijskog ležišta
V12 Proračun cirkulacije fluida u umjetnim frakturama nepropusnih naslaga radi direktnog iskorištavanja toplinske energije na većim dubinama (EGS sustavi-HDR-hot dry rock)
V13 Case study - ležište Zagreb, Bizovac
V14 Case study - ležište Velika Ciglena, Kutnjak-Lunjkovec,
V15 Case study - iskorištavanje iscrpljenih naftnih plinskih i naftnim bušotina u geotermijske svrhe

OBAVEZE STUDENATA:
Uvjeti za pristupanje usmenom dijelu ispita su pohađanje nastave (dozvoljena su 2 izostanka) i pozitivno ocjenjen seminarski rad.

NAČIN POLAGANJA ISPITA, OCJENJIVANJA I VREDNOVANJA RADA STUDENATA:
Ispit se sastoji od praktičnog seminarskog rada i usmenog dijela. Uvjeti za pristupanje usmenom dijelu ispita su redovito pohađanje nastave (dozvoljena su 2 izostanka) i pozitivno ocjenjen seminarski rad.

 

Literatura:

LITERATURAVRSTA LITERATURE
1. Beardsmore G. R.: Crustal Heat Flow: A Guide to Measurement and Modelling, Cambridge University Press, 2001, pp.334, 2. Kutasov I.M.: Applied Geothermics for Petroleum Engineers, Elsevier, 1999, New York, pp. 360 3. Stober, I.: Bucher, B.: Geothermal Energy From Theoretical Models to Exploration and Development, Springer, 2013, pp290, New York 4. Eppelbaum, L.: Kutasov, I.: Pilchin, A.: Applied geothermics, Springer, 2014, pp.757Obavezna
 

Nastava

2. semestar - izvanredni predmet studija Opće naftno rudarstvo