Keskisyvän lämpökaivon laskentatyökalu

Projektissa kehitetään keskisyvän lämpökaivon laskentatyökalu, joka auttaa suunnittelemaan keskisyviin lämpökaivoihin perustuvia ratkaisuja nopeammin ja pienemmillä kustannuksilla.

Työkalu toteutetaan neuroverkkoja käyttäen. Toteutusvaiheessa laskentatehoa ja aikaa vieviä simulaatioita lasketaan kymmeniätuhansia ja niiden perusteella neuroverkko opetetaan tuottamaan tulokset nopeasti.

Työkalu antaa käyttäjän valita suunnittelun kannalta oleellisten parametrien arvot, joiden perusteella se laskee arvion lämpökaivon tuottamasta lämpötehosta, siitä otettavissa olevasta lämmitysenergiasta ja lämmönkeruunesteen lämpötilasta valitun käyttöajan lopussa. Tämä mahdollistaa erilaisten kaivojen tehokkuuksien vertailun keskenään ja auttaa valitsemaan sopivan vaihtoehdon kuhunkin tapaukseen.

Käyttäjän valittavissa olevat parametrit:

• kaivon rakenne (avoin, suljettu, yläosan eristys)
• kaivon mitat (syvyys, kaivon ja keruuputkien halkaisijat)
• kaivon materiaalit (keruuputki- ja eristemateriaalien tyypit ja paksuudet)
• lämmönkeruunesteen tyyppi
• lämmönkeruunesteen virtaama
• kaivon termogeologinen ympäristö (maa- ja kallioperän fysikaaliset ominaisuudet, maanpinnan lämpötila)
• kaivolla tehtävän lämmönoton kesto vuosina

Geoenergian tietopankki

Projektissa toteutettavista lämpökaivojen ja tutkimusreikien porauksista, näytteenotosta ja in situ -mittauksista saadaan tietoa maa- ja kallioperän ominaisuuksista. Maa- ja kallioperän termogeologisia ominaisuuksia mitataan paikan päällä lämpökaivoista ja kerättyjen näytteiden petrofysikaalisia ominaisuuksia laboratoriossa.

Kerätty mittaus- ja analyysitieto, raportit ja julkaisut kootaan Geoenergian tietopankkiin, joka on avoin, julkinen tietovaranto. Mittaus- ja analyysitietoa voidaan hyödyntää geoenergiajärjestelmien mitoituksen optimoinnissa ja tuoton arvioinnissa sekä poraukseen liittyvien epävarmuustekijöiden hallinnassa.

Geoenergian tietopankilla tuetaan geoenergiahankkeiden ja -järjestelmien suunnittelua ja pyritään parantamaan suunnittelu-, mitoitus- ja porausosaamista.

Suomen kallioperän lämmönjohtavuuskartta

Kivilajin lämmönjohtavuus on yksi tärkeimpiä lämpökaivon termogeologisia mitoitusparametrejä. Mineraalikoostumus ja -jakauma vaikuttavat kivilajin lämmönjohtavuuteen mineraalien erilaisten termisten ominaisuuksien vuoksi. Korkea kvartsipitoisuus on merkittävin lämmönjohtavuutta nostava tekijä. Kallioperän lämmönjohtavuuskartta toteutetaan kallioperän mineralogisiin määrityksiin perustuen, olemassa olevan aineiston pohjalta ja on osa Geoenergian tietopankkia.

Projektissa tuotettava Suomen kallioperän lämmönjohtavuuskartta julkaistaan GTK:n avoimissa karttapalveluissa (Hakku ja Maankamara).

GTK:n aiemmin julkaisemat geotermisen energian potentiaalikartat Suomesta:

• matalan (300 m) geotermisen energian potentiaalikartta
• keskisyvän (2 km) geotermisen energian potentiaalikartta
• syvän (4–10 km) geotermisen energian potentiaalikartta
• pohjaveden energiapotentiaalikartta