De wetenschappelijke onderbouwing van het NotusPid enkelgat systeem

Het NotusPid systeem is gemodelleerd en gesimuleerd, en de resultaten zijn vergeleken met metingen aan bestaande faciliteiten die in Zwitserland zijn gebouwd.   Hierbij werd  een goede overeenkomst gevonden tussen de berekeningen en de in de praktijk opgedane metingen . In ons model  wordt een beschouwing gegeven van zowel de beweging van water en het transport van warmte in het boorgat alsmede in het omliggende poreuze gesteente.  Zowel voor de beweging van water en het warmtetransport wordt uitgegaan van een lineair verband tussen druk en temperatuur en de bijbehorende stroming (wet van Darcy en de wet van Fick). De stroming in het boorgat wordt eveneens gemodelleerd met deze benadering.

Het NotusPid enkelgat systeem maakt gebruik van verticale grondwater stroming die ten eerste, een convectieve warmteoverdracht veroorzaakt en ten tweede en leidt tot een hogere temperatuurgradiënt op de bodem van het boorgat.  Dit veroorzaakt bovendien een significant hogere effectiviteit van het conductieve warmtetransport.

Het resultaat van het samenvoegen van beide processen (convectie en conductie) leidt tot een aanzienlijke toename van warmte ontrekking in vergelijk met een gesloten eengatssysteem. (sondes etc.)  De verticale grondwaterstroming is alleen mogelijk indien er enige permeabiliteit van water in het gesteente voorhanden is . Het blijkt echter dat een zeer lage permeabiliteit van 1.00E-15[m²] (hetgeen overeenkomt met een doorlaatbaarheidscoëfficiënt van 1.00E-7 [m/s] ) al ruim voldoende is.

De uitkomsten van een gemodelleerde systeem op ongeveer 1,5 km diepte indiceren dat bij een permeabiliteit van 1.00E-15[m²] in principe de werkingsopbrengst van een gesloten system wordt benaderd.  Indien de permeabiliteit toeneemt tot 1.00E-14 [m²] stijgt de opbrengst al met een factor 2,5. Kortom relatief zeer geringe permeabiliteit is al afdoende.

In vergelijking met twee gat systemen (doublet) , biedt het enkelgat-systeem het voordeel dat watercirculatie altijd mogelijk is.  Het met het gepatenteerde granietkiezel gevulde boorgat (bij het enkelgat-systeem) en het omliggende poreuze medium moet men daarbij voorstellen als parallel geschakelde weerstanden.  Indien de permeabiliteit van het omringende medium tot nul zou dalen dan nog zou de opbrengst van de bron overeenkomen met de warmteopbrengst van een gesloten system

Het bedrijfsrisico wordt bij toepassing van de NotusPid technologie geëlimineerd omdat de werkzaamheid van de technologie bepaald wordt door de aktivering van aardwarmte stromingen en er geen hoeveelheden water benodigd zijn.

Als gevolg van het bovenstaande is aardenergie winning mogelijk op elke plaats en bovendien op de plek waar deze energie en de hoeveelheid hiervan benodigd is. Het enige resterende risico is het boorrisico. Aangezien de boortechnologie zeer ver gevorderd en breed ontwikkeld is concentreert het boorrisico zich met name op de bijkomende boorrisico’s zoals het mogelijk aanboren van artesische bronnen, gaslenzen, cavititeiten.  Voor alle deze genoemde problemen zijn er boortechnische oplossingen voor handen die weliswaar in extra kosten resulteren , maar niet leiden tot de mislukking van het project.

Voltooiing en de werking van de bron kan niet tot problemen leiden aangezien de aanleg en functionering van de bron zorgvuldig ingenieursmatig zorgvuldig worden berekend, gepland en uitgevoerd op vakkundige wijze.

Het stromingsvolume van het circulerende water in de boorgat wordt nauwkeurig berekend hetgeen een betrouwbare produktiecapaciteit oplevert.  Het benodigde pompvermogen ten behoeve van de circulatie kan analoog van tevoren bepaald worden.

Bij de inwerkingstelling van de bron kunnen uit gaslenzen nog kleine hoeveelheden gas ontwikkeld worden welke kunnen worden opgezogen met de daartoe geëigende apparaten. Bij de inwerkinstelling van een installatie kan het noodzakelijk zijn het circulatie water mineralogisch te behandelen. Al deze maatregelen zijn slechts van tijdelijke aard aangezien het circulatie water immer in dezelfde ringruimte circuleert en er geen toevoeging van additioneel water, gas en mineralen uit de formatie plaatsvindt.

Onderliggende formules

Voor de evaluatie van de bron opbrengsten heeft NotusPid een simulatie model ontwikkeld (in samenwerking met de technische universiteit (ETH) van Zürich, Zwitserland.

De berekeningen wegen conductieve and convectieve warmte transporten. Met betrekking tot de convectieve aspekt is de volume vergroting als gevolg van de temperatuur daling inbegrepen. De op zich logische stap om scheuring van gesteente zowel kwantitatief als kwalitatief mee te nemen in de berekeningen is niet meegewogen omdat empirische waarden niet vooraf voorhanden zijn. In de gebruikte berekenings methodiek is de volume verandering meegenomen door wisselende waarden van porositeit en permeabiliteit toe te passen. De door de temperatuur geconditioneerde volume verandering dat het gebied rond het boorgat beinvloed is beperkt door de rots sterkte m.a.w. de toename van de porositeit is meegenomen tot de grenswaarde van de rots-sterkte: 8–40 [N/mm2] is bereikt is gerelateerd aan de temperatuur daling waardoor het in de loop der jaren toeneemt.