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Tesi etd-11142011-162829


Thesis type
Tesi di laurea specialistica
Author
QUAIA, MATTEO
URN
etd-11142011-162829
Title
Sviluppo di una metodologia per l'analisi del sistema serbatoio impianto per campi geotermici ad acqua dominante
Struttura
INGEGNERIA
Corso di studi
INGEGNERIA ENERGETICA
Supervisors
relatore Prof. Franco, Alessandro
relatore Ing. Vaccaro, Maurizio
Parole chiave
  • media temperatura
  • acqua dominante
  • campi geotermici
  • ciclo binario
  • doppio flash
  • singolo flash
  • TOUGH2
  • Petrasim
  • simulazione numerica
  • sistema serbatoio-impianto
  • approccio integrato
  • sostenibilità
Data inizio appello
02/12/2011;
Consultabilità
Parziale
Data di rilascio
02/12/2051
Riassunto analitico
Nel presente lavoro di tesi specialistica si è sviluppata una metodologia per l'analisi dei campi geotermici ad acqua dominante.

Durante l'utilizzazione della risorsa geotermica, questa può calare sia di temperatura che di pressione, soprattutto se viene mal gestita (estrazioni eccessive, reinserimenti insufficienti, mal posizionati o a temperatura troppo bassa o ancora incrostazione dei pozzi).
Gli impianti geotermoelettrici che sfruttano tale risorsa sono tuttavia molto sensibili alla variazione delle condizioni del fluido estratto, per questo il loro rendimento può calare anche significativamente.

Con la metodologia elaborata si può correlare l'evoluzione (simulata) del serbatoio geotermico con il comportamento dell'impianto.
Si può quindi predire (fase di progettazione) la produttività di un dato accoppiamento fra gestione ed utilizzazione della risorsa geotermica, oppure verificare la sostenibilità di un piano di sfruttamento adottato nel passato o correntemente (controllo in itinere).
La metodologia sviluppata si basa dunque su un approccio integrato al sistema serbatoio-impianto e fa uso della simulazione numerica dei sistemi geotermici.

Nel lavoro inizialmente si sono analizzati 28 articoli relativi alle simulazioni numerica di 21 serbatoi geotermici (capitolo 2).
Successivamente (capitolo 3) si sono presi in esame due campi (Momotombo in Nicaragua e Los Azufres in Messico) esempi di ridotta sostenibilità nella gestione della risorsa geotermica; quindi si è approfondita la fase di modellazione del sistema geotermico (capitolo 4) attraverso altri due campi (Ngatamariki in Nuova Zelanda e Sabalan in Iran).

Nel lavoro si è applicata la metodologia in modalità predittiva su campo di Sabalan (capitolo5 parte2) ed in modalità di controllo in itinire sul campo di Momotombo (capitolo5 parte3); facendo uso del software Petrasim, che si basa sul codice ai volumi finiti TOUGH2.

Attraverso il primo caso applicativo si è constatato che, nello sfruttamento sostenibile dei sistemi geotermici, non necessariamente si massimizza la produttività adottando cicli termodinamici ottimizzati. Con il secondo si è invece potuto verificare che il piano di sfruttamento adottato a Momotombo avrebbe portato al rapido impoverimento della risorsa, quindi al crollo delle prestazioni dell'impianto (-60%) e probabilmente all'impossibilità del ritorno economico dell'investimento iniziale.
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