[Khoa học công nghệ] Hệ thống địa nhiệt cung cấp điện cho 10 triệu hộ gia đình

Hệ thống mô phỏng và dòng chảy là hệ thống năng lượng địa nhiệt của Phòng thí nghiệm quốc gia tây bắc Thái Bình Dương (PNNL) và đối tác, được thiết kế để tìm hiểu cách nước di chuyển trong lòng đất qua nhiều lớp đá cực nóng và sau đó truyền nhiệt trở lại bề mặt. Hệ thống này nằm trong Hệ thống địa nhiệt tăng cường (EGS Collab), một dự án bao gồm vài phòng thí nghiệm quốc gia, đại học và đối tác công nghiệp nhằm cải tiến công nghệ địa nhiệt. Theo dự án, hệ thống địa nhiệt mới có thể cung cấp điện cho 10 triệu hộ gia đình trong tương lai.

EGS Collab sử dụng khu vực từng là mỏ vàng lớn và sâu nhất Bắc Mỹ làm cơ sở thử nghiệm bơm nước và hỗn hợp chất lỏng dưới áp suất cao vào một trong 5 lỗ khoan rộng 10 cm, sâu 1.250 m và dẫn nước ra từ lỗ khoan khác. Nhóm nghiên cứu đang tìm hiểu chất lỏng thu nhiệt như thế nào từ năng lượng lưu trữ bên trong đá và bơm lên trên mặt đất để sản xuất điện.

Để hỗ trợ EGS, nhóm chuyên gia ở PNNL phát triển hệ thống bao gồm một số thiết bị tối quan trọng đối với nghiên cứu. Theo Chris Strickland, nhà khoa học ở PNNL, các bộ phận bao gồm hai bơm đưa chất lỏng vào đá ở áp suất cao. Một bơm có thể sử dụng để kiểm soát áp suất và dòng chảy chính xác trong khi bơm còn lại có thể vận hành khi cần tốc độ dòng chảy cao.

Một thiết bị làm mát tạo ra nước lạnh để nhóm nghiên cứu có thể tìm hiểu nhiệt độ nước ảnh hưởng như thế nào tới đặc tính nhiệt của đá. Hệ thống thẩm thấu ngược cho phép các nhà nghiên cứu thu thập dữ liệu về dòng chảy của nước bằng cách thay đổi độ mặn của chất lỏng bơm vào. Hệ thống cũng bao gồm 5 bộ cảm biến dùng để đo nhiệt độ và áp suất ở lỗ khoan.

“Điều tốt nhất ở hệ thống này là tự động hóa, có nghĩa chúng tôi có thể vận hành và thu thập dữ liệu ở phía trên mặt đất bằng laptop hoặc điện thoại tại nhà. Chúng tôi không mất nhiều thời gian dưới lòng đất. Đầu tiên, chúng tôi lắp ráp và thử nghiệm hệ thống trong phòng thí nghiệm để đảm bảo mọi thứ hoạt động. Sau đó, chúng tôi tháo rời, đưa từng bộ phận xuống khu vực thử nghiệm dưới lòng đất, lắp ráp và kiểm tra lại lần nữa”, Strickland chia sẻ.

Hệ thống hoàn chỉnh cao 2,1 m, rộng 2,1 m và dài 9,1 m, mất 3 năm để xây dựng dưới lòng đất. Đây là kết quả hợp tác giữa PNNL và Phòng thí nghiệm quốc gia Sandia, Phòng thí nghiệm quốc gia Idaho và Phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Berkeley.

An Khang (Theo Sci Tech Daily)