Die wissenschaftliche Begründung für das Einlochsystem NotusPid
Das NotusPid-System wurde modelliert und simuliert, und die Ergebnisse wurden mit Messungen an bestehenden, in der Schweiz gebauten Anlagen verglichen. Dabei wurde eine gute Übereinstimmung zwischen den Berechnungen und den in der Praxis durchgeführten Messungen festgestellt. Unser Modell berücksichtigt sowohl die Bewegung von Wasser als auch den Wärmetransport im Bohrloch und im umgebenden porösen Gestein.
Das Einlochsystem NotusPid nutzt eine vertikale Grundwasserströmung, die erstens einen konvektiven Wärmeübergang bewirkt und zweitens zu einem höheren Temperaturgradienten an der Bohrlochsohle führt. Dies bewirkt auch eine deutlich höhere Effektivität des konduktiven Wärmetransports.
Das Ergebnis der Kombination beider Prozesse (Konvektion und Konduktion) führt zu einer erheblichen Steigerung des Wärmeentzugs im Vergleich zu einem geschlossenen Ein-Loch-System. (Sonden usw.) Vertikaler Grundwasserfluss ist nur möglich, wenn eine gewisse Durchlässigkeit des Wassers im Gestein vorhanden ist. Es zeigt sich jedoch, dass eine sehr niedrige Permeabilität von 1,00E-15[m²] (entsprechend einem Permeabilitätskoeffizienten von 1,00E-7 [m/s]) bereits mehr als ausreichend ist.
Die Ergebnisse eines modellierten Systems in einer Tiefe von etwa 1,5 km zeigen, dass bei einer Durchlässigkeit von 1,00E-15[m²] im Prinzip der Betriebsertrag eines geschlossenen Systems erreicht wird. Steigt die Durchlässigkeit auf 1,00E-14 [m²], erhöht sich der Ertrag bereits um den Faktor 2,5. Kurzum, eine relativ geringe Durchlässigkeit ist bereits ausreichend.
Das Einlochsystem bietet gegenüber dem Zweilochsystem (Dublette) den Vorteil, dass eine Wasserzirkulation immer möglich ist. Das mit dem patentierten Granitkiesel gefüllte Bohrloch (im Ein-Loch-System) und das umgebende poröse Medium sind als parallele Widerstände zu betrachten. Würde die Durchlässigkeit des umgebenden Mediums auf Null sinken, entspräche der Ertrag des Brunnens immer noch der Wärmeleistung eines geschlossenen Systems.
Das Betriebsrisiko ist bei der NotusPid-Technologie ausgeschlossen, da die Wirksamkeit der Technologie durch die Aktivierung geothermischer Strömungen bestimmt wird und keine Wassermengen erforderlich sind.
Aus diesen Gründen ist die Gewinnung geothermischer Energie an jedem Ort möglich, und zwar an dem Ort, an dem diese Energie und ihre Menge benötigt wird. Das einzige verbleibende Risiko ist das Bohrrisiko. Da die Bohrtechnik sehr fortschrittlich und weit entwickelt ist, konzentriert sich das Bohrrisiko hauptsächlich auf die zusätzlichen Bohrrisiken wie die mögliche Erschließung von artesischen Brunnen, Gaslinsen und Hohlräumen. Für alle diese Probleme gibt es bohrtechnische Lösungen, die zwar zusätzliche Kosten verursachen, aber nicht zum Scheitern des Projekts führen.
Die Fertigstellung und der Betrieb des Bohrlochs dürfen nicht zu Problemen führen, da der Bau und der Betrieb des Bohrlochs sorgfältig konstruiert, geplant und fachmännisch ausgeführt werden.
Die Durchflussmenge des zirkulierenden Wassers im Bohrloch wird genau berechnet, was zu einer zuverlässigen Produktionskapazität führt. Die für die Umwälzung benötigte Pumpenleistung kann analog im Voraus bestimmt werden.
Beim Anfahren des Bohrlochs können sich noch geringe Gasmengen aus Gaslinsen entwickeln, die mit geeigneten Geräten abgesaugt werden können. Bei der Errichtung einer Anlage kann es erforderlich sein, das Kreislaufwasser mineralogisch zu behandeln. Alle diese Maßnahmen sind nur vorübergehend, da das Kreislaufwasser immer im gleichen Ringraum zirkuliert und kein zusätzliches Wasser, Gas und Mineralien aus der Formation zugeführt werden.