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前瞻性: 通过化石燃料加热和冷却建筑物是导致气候变化的碳排放的主要原因。 一项新的研究提出了一种替代的温度调节方法,该方法通过使用地下水储存和交换热量来降低排放并显着降低电网的压力。
几千年来,人类一直在挖井从含水层中提取饮用水。 然而,由于地下水保持相对稳定的温度,它可以储存和交换热量。 Applied Energy 的一项新研究声称,许多结构可以使用地下水加热和冷却自身,将含水层转化为可再生能源。
含水层热能储存 (ATES) 系统将使用两口井将水抽入和抽出含水层——一口是热的,一口是冷的。 温水储存在地下,并在冬天抽出以供暖。 在夏季,建筑物可以从冷井中抽出冷水,同时热交换器和热泵将热量从结构中转移到水中,类似于 PC 的水冷却器。
这个过程比传统的供暖和空调更有效,因为它全年重复使用相同的水和热。 泵和交换器需要单独的能源,但它们可以依靠风能或太阳能使整个过程基于可再生能源。
ATES 面临的主要挑战是它需要含水层。 地下水不需要是可饮用的,但测量人员需要确保其流量易于控制。 在 ATES 获得广泛采用之前,需要进一步研究以确定其成本和对可再生能源整合的影响。
含水层热能储存遵循类似于重力电池的原理。 一月份的一项研究提出,在废弃矿井上下移动沙子可以充当动能发电机,利用重力储存和释放能量。 该方法理论上可以储存巨大的能量,因为全球有数百万个兼容的矿井。
瑞士一项耗资 20 亿欧元、为期 14 年的项目于去年完成,将相同的基本概念应用于水。 发电厂不是储存和释放热量,而是在两个海拔高度之间来回移动水以重新利用水力发电。
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