Tecniche di perforazione ed inserzione della sonda geotermica

in collaborazione con:
Comune di Parma
Provincia di Parma
Il calore della Terra: una risorsa da valorizzare
Il caso IKEA e le applicazioni più avanzate della geotermia
Tecniche di perforazione ed inserzione
della sonda geotermica
Macchine,Tempi, Costi e prospettive
Ing. Luca Tirillò
Principio di funzionamento e applicazioni pratiche
Applicazione APERA: Falda
Applicazione CHIUSA
Geoscambiatore Verticale
Applicazione CHIUSA
Geoscambiatore Orizzontale
Applicazione CHIUSA
L’energia rinnovabile e le applicazioni “Azzero CO2”
Sorgente di calore
Pompa di Calore
La “Raffineria” del
calore della terra
Sistema di
Riscaldamento
Le pompe di calore come risorsa per l’energia rinnovabile
Valori %
SPF (Seasonal Power Factor) > 2.46
Le pompe di calore e l’energia rinnovabile
COP 2.4
0.96
1 kWda fonte
Percentuale
Energia
Rinnovabile:
kWtermici
- 4%
primaria non
rinnovabile
0.4
kWelettrici
Caldaia di ultima
generazione
0.6
1.8
kW non convertiti dal
sistema energetico
nazionale
kWtermici
Percentuale
Energia
Rinnovabile:
+ 80%
COP 4.5
La necessità di installazioni “profonde” per grandi potenze
L > 70 ÷ 80 m
Infrastruttura
Energetica di
GEOSCAMBIO
1000 kWgeotermici Ξ 25.000 m
L
La tutela del sottosuolo e
delle risorse idriche
eventualmente presenti
Tipica colonna stratigrafica per una località italiana
La perforazione a “singola testa” con fanghi bentonitici
Tipico “modulo tipo” del
sottosuolo
La tecnica di perforazione a
distruzione di nucleo con impiego di
bentonite
La perforazione a “doppia testa” per le sonde geotermiche
Tecnologia
“doppia testa” con
rivestimento metallico a
seguire del perforo
Esploso dei componenti costituenti una batteria di perforazione:
a) Rivestimento metallico esterno;
b) Asta interna di perforazione e vettoriamento del fluido di trivellazione;
c) Tricono dentato per la disgregazione del terreno;
d) Scarpa dentata di avanzamento per il rivestimento esterno.
La perforazione a “doppia testa” per le sonde geotermiche
La tecnica di perforazione a
distruzione di nucleo con
rivestimento metallico del
perforo.
Fluido di perforazione:
aria compressa & acqua
Tecnologia
“doppia testa”
controrotante
Le principali fasi di installazione di una sonda geotermica
1 fase
2 fase
3 fase
Sonde geotermiche con tecnologia “doppia testa” : Tempi e Costi
Produttività e Tempi di Installazione
60 ÷ 100 m/(gg∙macchina)
foro completo con
tecnologia “doppia testa”
Esperienza GHSystems a Milano Corsico (IKEA) : 130 m/gg
Esperienza GHSystems a Parma (IKEA) : 75 m/gg
Costi Indicativi di Realizzazione
Situazione di Mercato
“in movimento”
Attualmente: 80 ÷ 120 €/m
geoscambiatore “chiavi in mano”
Obiettivi di
Ricerca & Sviluppo
per incrementare l’efficienza
della geosonda
I miglioramenti dell’efficienza della geosonda
2
3
Resistenza termica [ (m∙K)) / W ]
1
Conducibilità termica del materiale cementante [ W/(m∙K) ]
I miglioramenti dell’efficienza della geosonda
2
Resistenza termica [ (m∙K)) / W ]
1
+20%
3
+60%
0.8
Conducibilità termica del materiale cementante [ W/(m∙K) ]
I miglioramenti dell’efficienza della geosonda
“Bridge Simplex Probe”
Il ripristino dell’isolamento
dei corpi acquiferi
intercettati
in ogni tipologia di falda
Possibili tipologie di falde acquifere
Possibili tipologie di falde acquifere
Possibili tipologie di falde acquifere
Il ripristino dell’isolamento dei
corpi acquiferi intercettati in ogni
tipologia di falda:
CASO DI FALDE LIBERE
La tutela del ripristino dell’isolamento dei corpi acquiferi
La tutela del ripristino dell’isolamento dei corpi acquiferi
Il ripristino dell’isolamento dei
corpi acquiferi intercettati in ogni
tipologia di falda:
CASO DI FALDA LIBERA E
SOTTOSTANTE FALDA
CONFINATA
La tutela del ripristino dell’isolamento dei corpi acquiferi
La tutela del ripristino dell’isolamento dei corpi acquiferi
ΔPcemento
Q1
ΔPcemento > Q1
Il ripristino dell’isolamento dei
corpi acquiferi intercettati in ogni
tipologia di falda:
CASO DI FALDA
CONFINATA ARTESIANA
La tutela del ripristino dell’isolamento dei corpi acquiferi
La GeoScambio a Bassa Entalpia:
Una Concreta
“Alternativa Rinnovabile”
per Contribuire ad Uno
Sviluppo Sostenibile
Grazie per l’attenzione.
Ing. Luca Tirillò