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非常高的温度BTE
在寒冷的气候中，加热负荷远高于冷却负载，钻孔热量存储（BTE）系统为高效加热提供了机会。来自不同来源的热能存储在冬季使用。较高的存储温度降低了加热的工作成本和BTES场的大小。BTES系统，最多90℃。在这项研究中，我们考虑了100次以上的电荷温度来分析北欧国家自由加热的可能性。该系统在这里称为非常高温的BTE（VHT-BTES）。选择了25个房屋的居住地，每张125m 2个，作为中尺度目标和浓缩太阳能收集器（CSC），用于为VHT-BTE充电高达140℃。双环布局的十个钻孔被优化，以最大程度地减少热泵的消耗量。自由加热和热泵模式分别针对高和低钻孔温度激活。使用了Uppsala/瑞典的实际气象数据。在最初的四年中，使用自由加热和热泵模式一起实现了逐渐增长的性能值（SCOP）为8-23的季节性系数（SCOP）。从第五年开始，所有的供暖需求基本上都可以通过存储的能量（自由加热）来满足。结果表明，即使对于北欧国家，VHT-BTES实际上都提供了实际上无需运营的无需成本和无排放的供暖。投资回报率计算为十到十四年，具体取决于CSC额外土地的成本。
中深井热能存储（MD-BTES）
摘要 中深钻孔热能存储 (MD-BTES) 系统是一种有前途的技术，可用于可持续、高效的季节性热能存储和区域供热分配。这些创新系统旨在使用钻孔热交换器 (BHE) 将多余的热能（例如来自可再生能源的热量）存储在地下，并在需要加热或冷却时释放出来。MD-BTES 系统可以在向更可持续的能源供应过渡的过程中发挥关键作用，其开发涵盖从勘探到区域供热网的连接和实施等各个阶段。本文介绍了从该领域的两个项目获得的见解，即 SKEWS（由德国联邦政府资助；编号：03EE4030A）和 PUSH-IT（地平线欧洲资助协议，编号：101096566）项目，以突出它们对推进 MD-BTES 技术实施的贡献。MD-BTES 的勘探阶段包括通过钻孔确定适合储能的地质构造。 SKEWS 是“Saisonaler Kristalliner Erdwärmesondenspeicher”或季节性结晶钻孔热存储的缩写，在这一阶段发挥着重要作用。该项目主要侧重于实施一个具有四个钻孔热交换器的真实规模示范场。第一步包括地球物理勘测、地质测绘和分析，旨在确定具有最经济实惠的中深钻孔储层条件的最佳场址选择。通过采用先进的地球物理技术，SKEWS 项目确定了具有必要地质属性的区域，例如热导率和足够的渗透性，以实现高效的能量存储和回收。此外，SKEWS 还生成了数据集，以评估在城市和近郊地区钻探和安装钻孔系统的可行性和环境影响。目前，现场的钻孔已完成，采用同轴 BHE 设计。 SKEWS 任务包含一个实验性的存储和提取程序，将于 2026 年结束。这种方法使 SKEWS 成为 PUSH-IT 联盟中理想的 BTES 演示站点。PUSH-IT 项目代表“地热储层地下储热试点”，在开发阶段充当领先的研究站点，并解决存储系统与现有区域供热网集成的数值建模和调试的主题方面，特别是在达姆施塔特站点。MD-BTES 与区域供热网的连接代表了研究 MD-BTES 用于城市能源系统的潜力的最后一步。为了说明这一点，将提供一个示例连接场景，并详细说明在达姆施塔特工业大学校园规模上进行技术开发和部署的联合模拟、控制和地下过程建模策略。这两个项目获得的见解和观点对于克服大规模部署相关的技术、经济和监管挑战非常有价值，最终有助于减少温室气体排放并促进可持续的城市能源系统。