محاكاة رقمية وتحليل قواعد التوازن الحراري لنظام التخزين التكميلي في الطبقة المائية

ZHENG YONGXIANG ,  

FAN JIE ,  

YIN CHAO ,  

HAN XUELIANG ,  

HUANG RUIFENG ,  

摘要

تقنية تخزين الطاقة في الطبقة المائية هي حل تخزين طاقة متعدد التكامل ناشئ وقابل للتنفيذ، وتعتمد تقنيتها الأساسية على تخزين مصادر الطاقة المتجددة المتقلبة (مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح) على شكل طاقة حرارية في الطبقة المائية الجوفية، لاستخراجها واستخدامها بشكل مستقر عند الحاجة، محققة هدف تخزين الطاقة متعدد التكامل المستند إلى الخزان الحراري الأرضي. مسافة التوازن الحراري هي المعلمة الرئيسية لتحديد تباعد آبار الحقن والاستخلاص في هذا النظام، والتي تُعرف بأنها الحد الأدنى للمسافة اللازمة لتقليل تقلبات درجة حرارة السائل المحقون إلى نطاق مقبول خلال انتقالها في الطبقة المائية تحت ظروف تشغيل معينة. لكشف آليات التأثير المسيطرة على مسافة التوازن الحراري، تم بناء نموذج رقمي ثلاثي الأبعاد للطبقة المائية يأخذ في الاعتبار الترابط الحراري-السريان، مع تحليل تركيز على تأثيرات معلمات الإنتاج والحقن (درجة حرارة السائل المحقون، ومعدل الحقن)، وخصائص الطبقة الأرضية (النفاذية، المسامية)، وخصائص الصخور الفيزيائية الحرارية (السعة الحرارية الحجمية للصخور، والمعامل الناقل للحرارة في الصخور). تم استخدام طريقة الانحدار الخطي المتعدد لترتيب حساسية المعلمات وتحديد العوامل الرئيسية. تظهر نتائج الدراسة أن مسافة التوازن الحراري مرتبطة إيجابيًا بدرجة حرارة السائل المحقون، ومعدل الحقن، والنفاذية، ومعامل التوصيل الحراري للصخور، ومرتبطة سلبيًا بالمسامية والسعة الحرارية الحجمية للصخور؛ وتشمل العوامل الرئيسية الثلاثة المؤثرة على مسافة التوازن الحراري النفاذية، ومعدل الحقن، ودرجة حرارة السائل المحقون، مع ترتيب حساسية: النفاذية > معدل الحقن > درجة الحرارة. من الجدير بالذكر أن عوامل الإنتاج المسؤولة تشكل نسبة أكبر من العوامل المسيطرة، مما يشير إلى أن ضبط استراتيجيات الحقن والاستخلاص بشكل معقول وتحسين تخطيط شبكة الآبار يمكن أن يعزز كفاءة تخزين الحرارة والاقتصاد في التخزين. تقدم نتائج الدراسة أساسًا علميًا كميًا لتخطيط الآبار وتحسين استراتيجيات التشغيل لأنظمة التكامل المتعدد "الحرارية الأرضية +"، بالإضافة إلى دعم تقني للاستخدام الفعال للطاقة المتجددة.

关键词

تخزين الطاقة في الطبقة المائية;مسافة التوازن الحراري;نظام التكامل متعدد الطاقات;الترابط الحراري-السريان;تحليل الحساسية

阅读全文