Geotermální energie

Jak používat geotermální energii?

Geotermální energie je teplo, které přichází z podzemí. Přenáší teplo ze středu Země prostřednictvím svých vrstev na povrch. Geotermální teplo by mohlo být použito pro výrobu elektřiny nebo tepla pro budovy včetně ohřevu vody. Rozsah použití se liší od velkých elektráren po male tepláreny jednotlivých obytných systémů.Využití geotermální energie přímo k výrobě elektřiny se provádí skrze horkou vodu nebo páru proudící přímo do turbíny generátoru, který vytváří elektřinu. Na konci cyklu se pára kondenzuje na vodu a vstřikuje zpět do země. Pro vytápění je použito přímo geotermální teplo, kdy je čerpána horká podzemní voda na povrch přes výměník tepla, který odvádí teplo topením do budovy.

geothermal2 maly

Obrázek 1. Geotermální vytápění

Dalším způsobem, jak zachytit půdní energie, je pomocí půdního zdroje tepelného čerpadla. Ty jsou instalovány buď pod zemí na povrchu nebo v hloubce, kde je teplota téměř konstantní po celý rok - vyšší než teplota vzduchu v zimě a nižší v létě. Výměník tepla je systém potrubí tzv. smyčky, který je “pohřben” v zemi. V potrubí proudí kapalina (voda nebo nemrznoucí kapalina), která absorbuje teplo ze země a převádí jej do jednotky tepelného čerpadla. Toto teplo je pak distribuováno v rámci budovy. V létě se systém používá naopak a může být použit pro chlazení interiéru budovy. Smyčky mohou být instalovány v zemi vertikálně nebo horizontálně. Horizontální smyčky jsou pohřbeny v mělké zemi a nejsou považovány za pravou geotermální energii, protože spíše využívají sluneční energií adsorbovanou půdou místo energie vyrobené v zemi.

geothermal2 4 maly

Obrázek 2. Horizontální půdní zdroj systém tepelného čerpadla

Proč používat geotermální energie?

Geotermální energie neprodukuje škodliviny přispívající ke skleníkovému efektu. Není ovlivněna klimatickými vlivy na rozdíl od solární nebo větrné energie (kromě mělkých půdních zdrojů tepelného čerpadla). Geotermální elektrárny nebo jiné geotermální zařízení nemají vliv na krajinu jako solární panely nebo větrné turbíny. Jakmile je geotermální elektrárna postavena, energie je téměř zdarma. Geotermální zařízení pro vytápění výrazně sníží náklady na vytápění. Geotermální energie je zdroj, který nelze vyčerpat.

Kde použít geotermální energii?

Využití geotermální energie není obecně geograficky omezeno. Je však nesnadné využívat geotermální vodu (nebo páru), neboť ta neexituje všude. Například vysoké teploty (více než 150 ° C) jsou obvykle zapotřebí k výrobě elektřiny. V důsledku toho se většina z geotermálních elektráren v Evropě nachází na Islandu a v Itálii, kde jsou k dispozici geotermální zdroje při těchto teplotách. Na druhou stranu, nové geotermální elektrárny vyrábějící elektřinu z nízkých a středních teplotních zdrojů (mezi 90 ° C a 150 ° C) byly vyvinuty v Německu a Rakousku.

Nízkoteplotní zdroje (pod 90 ° C) lze nalézt všude. Půdní zdrojová tepelná čerpadla mohou pracovat kdekoliv, kde smyčky mohou být vyvrtány v zemi.

 Jaké jsou možné překážky?

Hlavní nevýhodou geotermální energie jsou vysoké náklady na instalaci v případě použití v odvětví průmyslu i domácností. Zvláště velké náklady jsou generovány u vrtných zdrojů. Navíc, současná vrtná technologie je schopna dosáhnout pouze geotermálních zdrojů, které jsou umístěny relativně blízko k povrchu.

V případě průmyslového využití existuje mnoho možností snížení úrovně páry nebo horké vody ve zdroji. K tomu může dojít z různých důvodů, například vstříknutím příliš studené vodu zpět do nádrže a popřípadě ochlazení skály. To je důvod, proč musí být vše pečlivě naprojektováno, aby došlo k zabránění místnímu úbývání tepelného zdroje. Existuje také riziko, že některé nebezpečné plyny a minerální látky se mohou uvolňovat z geotermálních rezervoárů.

V případě půdního zdrojového tepelného čerpadla či čerpadla geotermální vodní elektřiny je nutné provozovat čerpadlo, takže extrakce tepla není zcela "zdarma". Geotermální vodní studny nebo vertikální cyklusy systémů tepelných čerpadel jsou obecně dražší na instalaci kvůli nákladům na vrtání, ale je pro ně potřeba omezený prostor. Levnější horizontální smyčky, však vyžadují poměrně velkou plochu, která není vždy k dispozici v blízkosti budov. Tam je také riziko chyb při navrhování, instalaci nebo provozu systému tepelného čerpadla, který může vést k poškození přístroje.