研究人员讨论我们如何更好地利用地热能

地热能作为可再生能源受到了极大的关注。现在，发表在《期刊》上的新论文能量由那不勒斯大学费德里科二世（Federico II）的科学家撰写，审查了当前的研究机构，询问如何更好地利用这种丰富的自然能源资源。

学习：用于节能和环境能源生产的地热源剥削。图片来源：BSD Studio/Shutterstock.com

地热能的增长

地热能利用地球内丰富的自然热量，这使其成为经济和环境上有吸引力的替代能源，可以满足21的不断增长的需求^英石世纪。地热系统已经是一种成熟的技术，在冰岛等国家用于电力房屋和商业建筑。

地热系统比其他形式的可再生能源产生和存储技术的主要优点是它们的非偶然性。除了能源生产和存储外，地热系统可用于以常规化石燃料成本的一小部分为建筑物提供热量。此外，整合地热技术可以提高当前系统的能源效率。

地热能产生的CO明显减少₂比常规化石燃料的发电。Calise等人最近的一项研究。强调了在马德里附近的第五代系统中实施地热系统，以进行区域供暖和冷却。该系统满足了五十座建筑物的能源需求，将原始能源需求减少了约64％，二氧化碳降低了76％。

设计相对于建筑物的Slinky接地源热交换器（GHEX）的位置。图片来源：Vicidomini，M＆D’Agostino，D，Energies

被动地热系统

在被动系统中，地热能越来越多地被利用，以为家庭和商业建筑以及节能提供供暖和冷却。这些系统使用埋藏的管道从地面到建筑物，并在地面和液体（例如空气）之间换热量。这些系统的常见术语是接地热交换器。

研究的重点是对地面热量的被动开采，以提供建筑物的节能解决方案。它们适用于广泛的高潮条件，可以用作独立系统或集成到全空调系统中，从而减少了对外部电源的需求。一项研究表明，接地热交换器可以将能源消耗降低多达60％。

除活跃和被动的地热系统外，研究还集中在使用地热和太阳能的混合系统的开发上。这些系统用于三角植物中，以提供电力，供暖和冷却以及家用热水。

纸

新研究能量已经评估了对地热能系统的当前最新研究，以在这一可再生能源研究领域提供重要观点。选择了七篇论文进行审查。

评论中选择的论文涵盖了地热能领域的各种研究角度。这些研究角度包括使用地热能在建筑改造中的使用，浅层和深地热源的使用，软件工具，数值建模以及地热能系统的特定方面。此外，该评论突出了有关地热应力现象的研究。

当前的一些研究观点

Piselli等人在综述中强调的一项研究表明，在意大利中部的历史建筑综合体中开发了低焓改造的地热能系统。该系统在偶联的吸收热泵方面使用地热交换器。热交换器开发的是水平系统，它克服了垂直系统所经历的热和地质问题。

Pajak等。已经回顾了波兰浅水含水层的地质和水质数据。该研究评估了利用这些浅地热资源用于现有和新地区供暖网络的功效。

从论文中研究的区域回收的地热能可以提供约4个PJ的地热能，可以满足几个当地城市的热量要求。该研究确定的挑战包括公众意识和教育，地方和政府的监管和资金以及多层次的高效和全面的能源管理。

另一项研究利用了使用相变材料的热填充积聚，可以帮助改善深层矿物资源对地热能的利用。亚博网站下载该研究量化了优化的相变材料填充含量，从而提供了具有较高效率以及热量交换和释放特性的深度资源热交换的途径。

相变热存储回填体的工作过程。图片来源：Vicidomini，M＆D’Agostino，D，Energies

挑战

尽管地热系统具有经济和环境利益，无论它们是活跃，被动的还是混合的，但仍需要克服的技术仍然存在挑战，以确保其工业规模和范围内的范围。

首先，大规模安装的安装成本和空间需求很高，这可能会代表希望在国内和商业建筑中雇用它们的个人和公司不情愿。此外，还有与热和地质风险相关的技术问题。例如，由于加载和卸载阶段，高深度探针可能会发生热不稳定性。

地热应力现象可能由于地热探针所需的穿孔而发生。热泵的速度和量会增加关闭应力。研究表明，自然裂缝在闭合应激中的基本作用。对负责地热应力现象负责的边界条件的准确评估对于克服安装和操作过程中的潜在问题至关重要。

但是，尽管仍然存在一些挑战，但地热能领域为解决气候变化引起的问题提供了重要的机会，并满足了全球人口大部分地区的能源需求。通过及时审查当前文献中的一些重要论文，本文为未来的研究人员提供了重要的知识库。

进一步阅读

Vicidomini，M＆d'Agostino，D（2022）地热源利用节能和环境能源生产。能量，15（17），p。6420 [在线] mdpi.com。可用网址：https://www.mdpi.com/1996-1073/15/17/6420

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