GZB - Wetenschap en sensoren
Hoogstaande technologie in diepboring
Onderzoekers in Bochum werken aan moderne boortechnologieën die de warmteopwekking uit diepe geothermische energie aanzienlijk efficiënter en zuiniger kunnen maken. De basis is een relatief eenvoudige testopstelling met een geavanceerd meetconcept en robuuste sensoren van autosen.
Diepe geothermische energie is een complex onderwerp, alleen al vanwege de grote diepte. Conventionele putboortechniek volstaat voor diepten tot 250 meter. Het onderzoeksteam van het Internationale Geothermische Centrum van de Hogeschool van Bochum (GZB) begint veel dieper: vijf kilometer onder de grond.
Met zijn fundamenteel onderzoek legt de GZB de basis voor de modernste boortechnologieën - de "Advanced Drilling Technologies". Een van de onderzoeksprojecten betreft het waterstraalsnijden van rotsen voor boortechniek, de zogenaamde "waterstraalboorprocedure". Het project maakt deel uit van het Europese gezamenlijke project SURE (Novel Productivity Enhancement Concept for a Sustainable Utilisation of a Geothermal Resource) binnen het onderzoekskaderprogramma Horizon 2020.
Dankzij een overheidsfinanciering wordt de economische levensvatbaarheid van het aanbod van technologisch vergelijkbare producten altijd onderzocht.
Viktor Hartung, Internationaal Centrum voor Geothermie aan de Hogeschool Bochum
“Do it yourself” bij het GZB in Bochum
De testopstelling in Bochum is eenvoudig. Een bouwcompressor is achteraf uitgerust met een krachtige hogedrukpomp, aangedreven door een dieselmotor, plus een externe watertank en allerlei apparatuur van een handbediende afsluiter tot een geavanceerde frequentiemeetomvormer. Hier wordt onderzoek gedaan naar de toekomst van de energievoorziening. De machines en apparatuur die hiervoor nodig zijn, zijn geen kant-en-klare apparaten. Dus worden de nodige instrumenten in eigen beheer gebouwd en worden tegelijkertijd een of twee meetmethoden geoptimaliseerd of uitgevonden. Het is goed als je de daarvoor noodzakelijke onderdelen online kunt kopen, zoals de benodigde autosen-sensoren.
Het belangrijkste onderdeel van de testopstelling is het registreren van de volumestroom die daadwerkelijk nodig is voor het watersnijden. Hiervoor is een methode gekozen die technisch gezien indrukwekkend eenvoudig is, maar betrouwbaar zeer nauwkeurige resultaten oplevert. "Vanwege het principe is er een duidelijke correlatie tussen de snelheid van de motor en de volumestroom in een zuigerpomp," legt Viktor Hartung uit, die in het team verantwoordelijk is voor meet- en regeltechniek. Hoe nauwkeuriger de toerentalmeting, des te nauwkeuriger de waarde van de volumestroom. Een dieselmotor kan echter alleen werken in een bepaald toerentalbereik.
Hartung gebruikt een inductieve sensor en de bijbehorende bekabeling van autosen om het motortoerental te meten. Via een drukregelventiel achter de zuigerpomp kan tevens een maximumdruk tot 320 bar worden ingesteld. Als de druk lager is dan de ingestelde regelwaarde, kan de volumestroom rechtstreeks op basis van het motortoerental worden bepaald. Als deze klep wordt geactiveerd, wordt een deel van de volumestroom teruggevoerd naar de tank om de druk te verlagen. Met bijzonder kleine sproeiers is dit al het geval bij het stationaire toerental van de dieselmotor. Om de precieze hoeveelheid water te kunnen bepalen die daadwerkelijk nodig is, moet de hoeveelheid omgeleid water worden gemeten, zodat deze kan worden afgetrokken van de totale hoeveelheid. Dit gebeurt via een tweede, inductieve sensor van dezelfde fabrikant, die zich stroomafwaarts van de regelventiel in de retourleiding naar de tank bevindt. Wanneer de verbruiker is uitgeschakeld en de dieselmotor stationair draait, wordt de totale hoeveelheid water door deze sensor gevoerd en komt overeen met de hoeveelheid die wordt bepaald door het toerental. Op deze manier kunnen gecontroleerde tests worden uitgevoerd op verschillende gesteentemonsters, waardoor conclusies kunnen worden getrokken over de ideale parameters voor het boorgat.
Robuuste testopstelling met sensoren
De eerste resultaten, die werden gepubliceerd op het Essen Geothermal Energy Congress, laten het volgende zien: Het belangrijke basisonderzoek in Bochum is op de goede weg. Het team is vooral tevreden over de robuuste testopstelling, waaraan ook de twee autosen-sensoren een belangrijke bijdrage leveren. Viktor Hartung, die de leverancier leerde kennen tijdens een bezoek aan de vakbeurs "All about Automation", waardeert niet alleen de prijs, maar ook de betrouwbaarheid van de apparaten en hun eenvoudige installatie en afstelling.
autosen-sensoren in dienst van de wetenschap: Testopstelling voor basisonderzoek naar diepe geothermische energie
Alles op een rijtje
Onderzoekers in Bochum werken aan efficiëntere en zuinigere boortechnologieën voor diepe geothermische energie.
Het onderzoeksteam van het Internationale Geothermische Centrum van de Hogeschool Bochum (GZB) ontwikkelt geavanceerde boortechnologieën met behulp van "Advanced Drilling Technologies".
Een testopstelling in Bochum met een geavanceerd meetconcept en autosen-sensoren maakt onderzoek mogelijk naar waterstraalsnijden van rotsen voor diepe geothermische boortechniek.
De eerste resultaten laten veelbelovende vooruitgang zien en het team waardeert de betrouwbaarheid en het gebruiksgemak van de autosen-sensoren in de robuuste testopstelling.
Samenwerkend onderzoekscentrum voor wetenschap en industrie
Geothermiezentrum Bochum e.V.
Am Hochschulcampus 1, 44801 Bochum
geothermie(at)geothermie-zentrum(dot)de
+49 234 33858-176
www.geothermie-zentrum.de
Meer succesverhalen
Aan de slag met IIoT!
Heel eenvoudig sensorgegevens overbrengen naar de cloud via io-key® draadloze gateway
