Pengujian konduktivitas termal (juga dikenal sebagai pengujian respons termal) adalah langkah penting dalam proses desain loopfield geotermal komersial. Tujuan dari tes ini termasuk mengukur suhu tanah yang tidak terganggu, menghitung konduktivitas termal formasi dan kemungkinan memperkirakan difusivitas termal.
Sementara suhu tanah adalah sesuatu yang kita semua pahami secara intuitif, konduktivitas termal dan difusi termal agak sulit bagi kita untuk memahaminya. Dalam industri kami seringkali menggunakan analogi untuk menjelaskan dua nilai ini. Dua analogi populer adalah sebagai berikut: yang pertama, orang dapat menganggap konduktivitas termal sebagai seri atau gerbong kereta di dalam kereta. Semakin tinggi konduktivitas termal, semakin besar jumlah mobil. Difusivitas termal adalah lokomotif. Semakin tinggi difusivitas termal, semakin besar jumlah mesin lokomotif yang menarik kereta. Analogi kedua sedikit kurang abstrak. Bayangkan menaruh sendok logam besar di api. Semakin tinggi konduktivitasnya, semakin panas sendoknya. Semakin tinggi difusivitas, semakin cepat panas akan bergerak ke sendok dan ke arah tangan Anda. Terlepas dari analoginya, nilai konduktivitas dan difusivitas yang akurat (dan suhu tanah asli) sangat penting untuk mengukur medan loop panas bumi dengan benar. Menebak nilai-nilai ini dapat menyebabkan bencana panas bumi: sistem akan membutuhkan biaya terlalu banyak untuk dipasang atau tidak akan cukup biayanya (dan karenanya akan terlalu pendek dan berkinerja buruk dan mungkin gagal).
Cara terbaik dan satu-satunya untuk menentukan nilai-nilai ini adalah melalui uji konduktivitas termal in situ. Tes ini dapat dianggap sebagai MRI dari formasi geologi yang menarik. Untuk melakukan pengujian seperti itu, unit seperti GeoCube, yang diproduksi oleh Precision Geothermal, LLC, sangat penting. GeoCube, dibuat dari aluminium bermutu tinggi, hanya berbobot 54kg dan memberikan kekuatan dan portabilitas. Unit berdaya tinggi, dalam konfigurasi defaultnya GeoCube dapat mengukur konduktivitas hingga lubang bor sedalam 225 meter. Sisa dari artikel ini menjelaskan cara menggunakan GeoCube untuk melakukan tes konduktivitas termal.
1) Bor lubang uji untuk kedalaman target (kedalaman target harus sama dengan kedalaman yang diharapkan dari lubang bor dalam pemasangan akhir. Hal ini penting karena bahkan dalam formasi yang sama, lubang bor kedalaman yang berbeda dapat memberikan nilai konduktivitas yang berbeda). Pasang pipa U bend. Biarkan lubang bor selama beberapa hari agar tanah kembali ke suhu aslinya.
2) Kembali ke situs dan bawa GeoCube dan generator listrik (generator listrik harus memiliki kapasitas yang setidaknya dua kali lipat kW yang diperlukan dari pengujian). Pasang dan U tekuk pipa ke outlet pasokan dan pengembalian di GeoCube. Isolasi pipa yang terbuka sehingga terlindung dari elemen (isolasi termal peralatan uji dari lingkungan sekitar sangat penting untuk analisis data).
3). Ukur suhu air di tikungan U, suhu yang mencerminkan suhu tanah yang tidak terganggu. Tambahkan air ke GeoCube seperlunya melalui kolom tegakan terbuka.
4) Bersihkan sistem udara (ini adalah langkah kritis).
5) Aktifkan GeoCube dan nyalakan jumlah elemen pemanas yang sesuai (bertujuan untuk fluks panas 45-75 watt / meter). Tutup kolom berdiri.
6) Konfirmasikan bahwa data logger dan data lead berfungsi dengan benar. GeoCube memonitor suhu (hingga 4 sensor), laju aliran, dan daya. Konfirmasikan bahwa fungsi data GSM aktif (GSM memungkinkan pemantauan jarak jauh data uji, suatu fitur yang sangat nyaman ketika lokasi uji jauh dari kantor).
7) Kunci GeoCube dan biarkan tes berjalan setidaknya 50 jam. Untuk menghindari risiko penonton yang ingin tahu mengganggu tes, pertimbangkan untuk mendaftar yang bertuliskan “Perhatian: Tes Limbah sedang Berlangsung” atau sejenisnya.
8). Kembali ke situs tes dengan laptop Anda. Transfer data uji ke laptop dan gunakan perangkat lunak analisis yang disertakan dengan GeoCube, hitung konduktivitas termal Anda. Teknik analisis menggunakan “metode sumber garis” standar industri. Cetak laporan dan bagikan dengan kolega dan / atau klien Anda. Gunakan nilai yang dihitung untuk mengoptimalkan desain panas bumi.
Tes konduktivitas termal adalah teknik analisis ilmiah yang sensitif. Meskipun tidak sulit untuk melakukan tes yang baik, tetapi juga tidak sulit untuk melakukan tes yang buruk. Kesalahan paling umum yang dilakukan orang termasuk:
a) tidak membersihkan udara dari sistem dengan benar;
b) tidak menggunakan catu daya yang stabil.
c) gagal mengisolasi pipa yang terbuka dengan benar.
d) gagal mengkonfigurasi data logger dengan benar. Masing-masing titik masalah yang mungkin mudah dihindari dengan pelatihan yang tepat.
Precision Geothermal, LLC, produsen GeoCube, memberikan peluang pelatihan langsung yang mendalam.
Masalah terakhir tentu saja adalah masalah ekonomi: apa pasar untuk tes TC dan berapa biaya tes TC untuk dijalankan, Pasar untuk tes TC tumbuh sejalan dengan pertumbuhan industri panas bumi. Tergantung pada lokasi pemilik GeoCube biasanya membebankan biaya klien antara $ 9.000 dan $ 15.000 per tes. Pada tingkat ini, sebagian besar pengguna GeoCube mengembalikan investasi awal mereka hanya dalam empat tes. Mempertimbangkan bahwa beberapa perusahaan melakukan 20 atau lebih tes per tahun, ROI bisa sangat baik.
Jika Anda memiliki pertanyaan tambahan tentang pengujian konduktivitas termal, jangan ragu untuk menghubungi siapa pun di EGHSPA. Juga harap dicatat bahwa jika Anda ingin membeli GeoCube, kunjungi untuk kutipan kustom dan jangan lupa untuk meminta diskon EGSHPA sebelum Anda memesan.