Geothermal energy is used in various forms, such as power generation, direct use, and geothermal heat pumps. High temperature geothermal energy sources have been used for power generation for more than a century. Recent technical advances in power generation equipments make relatively low temperature geothermal energy to be available for power generation. In these applications, lower temperature geothermal energy source makes smaller difference between condensing water temperature and it. Various condensing water temperatures were investigated in analyzing its influence on power generation performance. Condensing water temperature of organic Rankine cycle imposed greater influence on power generation and its performance in lower temperature geothermal power generation.
In this study, we analyzed t he design condition for appropriate design factor at geothermal system design documents. It is intended to provide the proper information of geothermal system design condition when construct new building, designer can use design conditions more efficiently. Therefore, it is possible to plan for domestic geothermal system, through utilization at design element, to provide as a good information that can predict the approximate underground condition. Thus, provided the basic design conditions that can predict the capacity of the geothermal system. It will be the first step to solve the problem.
This study describes energy and exergy analysis of the Maeeum-Ri Geothermal District Heating System(MGDHS) of Ganghwa Island, Incheon, Korea. Design data are used to assess the performance of the geothermal district heating system. Geothermal resources of MGDHS are found to be low quality with specific exergy index of 0.029. Exergy losses occur in the pumps and heat exchangers as well as in the geothermal Quid and direct discharge. As a result, the total exergy losses accounts for 5.2% in pumps, 47% in the discharge, and 3.3% in heat exchanger based on the total exergy input to the entire MGDHS. The overall energy and exergy efficiencies of the system are found to be 28.8% and 44.5%, respectively.
The temperature of underground water generally remains constant regardless of the season. therefore, it is possible to get plenty of energy if we use characteristics of underground water for both cooling and heating. This study evaluates efficiency of real size coaxial and U-tube type complex geothermal system which is combined with underground water well. This study also evaluates relative efficiency/adaptability through comparison with existing geothermal systems(vertical closed loop system, open loop system(SCW)). The heat exchange capacity of complex geothermal system according to temperature difference between circulating water and underground water shows very high significance by increasing proportionally. The temperature change of underground water according to injection energy, shows very high linear growth aspect as injection thermal volume heightens. As a result of evaluation of heat exchange volume between complex geothermal system and comparative geothermal system, coaxial type has 26.1 times greater efficiency than comparative vertical closed type and 2.8 times greater efficiency than SCW type. U-tube type has 26.5 tims greater efficiency than comparative vertical closed type and 2.8 times greater than SCW type as well. This means complex geothermal system has extremely outstanding performance.
Geothermal heat pumps are known as the most efficient and environment-friendly heating and cooling system, and are also gaining acceptance in buildings. Building energy simulation program, EnergyPlus is used to calculate the energy consumption of residential buildings. This simulated energy consumption is essential for accurate economic analysis. Residential buildings with geothermal heat pumps have complex energy price structure. Electricity rates for residential buildings increase rapidly as the monthly use increases. This complex energy price structure makes the economic analysis complicated. The purpose of this study is to conduct economic comparison of residential geothermal heat pumps and provide a feasible approach in finding their economically feasible capacity.
The government is fostering a renewable energy industry as an alternative to handle the energy crisis. Among the renewable energy systems available, geothermal energy is being highlighted as being highly efficient and safely operable without the effect of outdoor air. Accordingly, a study on the geothermal heat pump is in progress in various worldwide perspective. However, Geothermal energy is only in charge of part load of the building due to the high initial installation cost in korea. Moreover, its efficiency is reduced due to the use of independent existing heat sources. In this study, after selecting the building containing the actual installed geothermal heat pump, the use of excellent geothermal heat pump systems was maximized in terms of the energy efficiency. The objective of this study is to show the operation method of geothermal heat pump system to improve energy efficiency through the TRNSYS simulation. This paper proposed operation methods of geothermal heat pump control according to outdoor air temperature. The result of this study is that existing operation method had some problems and if offered improvement is applied to real condition, energy consumption would be decreased.
1920년대의 온천조사에서부터 현재에 이르기까지 우리나라 지열연구의 역사를 간략히 요약하고, 우리나라의 지열류량 연구 결과 및 추세, 지열의 근원 연구, 그리고 지열에너지 개발 및 활용분야에 대한 연구활동을 정리하였다. 우리나라에서의 지열연구는 1970년대까지 주로 온천조사와 관련되어 있다. 1980년대에 들어서 연구소와 학계에서 온천조사 뿐만 아니라, 지열류량에 대한 연구도 많이 수행하게 되었으며 1996년도에는 우리나라 전국적인 지온경사 분포도와 지열류량 분포도를 발간하게 되었다. 또한 우리나라 온천수에 대한 지화학적 동위원소 분석과 화강암 지대의 열생산율 측정도 1990년대에 주로 이루어졌다. 지열개발과 활용에 대한 시도는 1990년대 초반부터 시도되었으나 실제 개발을 위한 시추로 이어지게 된 것은 2000년대에 들어와서 가능해졌다. 최근의 활발한 심부 지열수 자원 개발이나 천부 지중열을 활용한 냉난방 수요의 증가 등 주변여건이 호전됨에 따라 우리나라 지열연구개발의 전망은 밝다고 판단된다.
KIGAM (Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources) launched a new project to develop the low-temperature geothermal water in the area showing high geothermal anomaly, north of Pohang city, for large-scale space heating. Surface geologic and geophysical surveys including Landsat 1M image analysis, gravity, magnetic, Magnetotelluric (MT) and controlled-source audio-frequency MT (CSAMT), and self-potential (SP) methods have been conducted and the possible fracture zone was found that would serve as deeply connected geothermal water conduit. In 2004, two test wells of 1.1km and 1.5km depths have been drilled and various kinds of borehole survey including geophysical logging, pumping test, SP monitoring, core logging and sample analysis have followed. Temperature of geothermal water at the bottom of 1.5km borehole reached over $70^{\circ}C$ and the pumping test showed that the reservoir contained huge amount of geothermal water. Drilling for the production well of 2 km depth is on going. After test utilization and the feasibility study, geothermal water developed from the production well is going to be provided to nearby apartments.
The Kalina cycle simulation study was carried out for a preliminary design of a geothermal power generation system. The Kalina cycle system can be used for the utilization of a low-temperature heat sources such as geothermal and industrial waste heat that are not hot enough to produce steam. The sea/river water can be considered as a cooling media. A steady-state simulation model was developed to analyze and optimize its performance. The model contains a turbine, a pump, an expansion valve and heat exchangers. The turbine and pump were modelled by an isentropic efficiency, while a condenser, an evaporator and a regenerative heat exchanger were modeled by UA-LMTD method with a counter-flow assumption. The simulation results show that the power generation efficiency over 10% is expected when a heat source and sink inlet temperatures are $100^{\circ}C$ and $10^{\circ}C$ respectively.
Renewable energy is growing based on low-carbon green energy government policies. According to this policy, geothermal energy is highly efficient and environmental friendly energy which is being recently expanded. However, construction companies are generated disorderly but their ability has not been verified due to the poor geothermal facility which was reported in the media. In the this paper introduce on Busan region's largest geothermal facility, it was confirmed that thermal efficiency of the underground is close to heat exchanger performance. Therefore the study improving the efficiency of underground heat exchange found progressed. The results showed voids between borehole and ground heat exchanger should not be raised. And then geothermal facilities were installed very successfully through the principle grouting operation. As compared to the energy consumption on the basis of operating results energy usage was less than any other heat sources.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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