Uporaba geotermalne energije

Možnosti izkoriščanja geotermalne energije

Možnost izrabe geotermalne energije je predvsem pod močnim vplivom narave. Območja vulkanov in vročih kamnin so globalno gledano redka in se uporabljajo predvsem za generacijo električne energije, medtem ko se nižje temperaturna območja uporabljajo za ogrevanje ter drugo rabo. Nekje med prvim in drugim pa je še območje t.i. direktne rabe oziroma vroči vrelci, ki se koristijo za kopališča, rastlinjake ipd.
Ogrevanje objekta in izkoriščanje geotermalne energije v procesu pridobivanja električne energije, ni edini način za uporabo te energije. Geotermalna energija se lahko uporablja tudi za druge namene, kot na primer pri proizvodnji papirja in pasterizacija mleka, bazeni, v procesu sušenja lesa in volne, živinoreja, in za mnoge druge namene.

Proizvodnja elektrike

(95ºC ~ 370ºC/200˚~700˚ F)

Vroči »Vulkanski« viri

Na unikatnih lokacijah po svetu, predvsem na vulkanskih območjih, so sile vulkanov in geologije ustvarile globoke in zelo vroče vire. Tu gre predvsem za vodne vire, ki so primerni za proizvodnjo električne energije. Geotermalni vodni viri, ne glede na to ali so v obliki pare ali pod visokim tlakom ali pa le zelo vroča voda morajo biti učinkovito tretirani strogo nadzorovani.
Za pridobivanje električne energije moramo najprej imeti na razpolago dovolj vroč termalni vir. Načinov njihove izrabe je sicer več, najpogostejši pa je, da preko vrtine dosežemo vodni vir, ki je tako segret, da se vode že spremeni v paro. Vroča para nato poganja turbino, ki proizvaja elektriko. Paro nato ohlajeno vračamo nazaj preko ponornega vodnjaka. Z vračanjem vode ohranjamo naravno ravnovesje in s tem skrbimo za dolgo življensko dobo elektrarne.

Za projekt postavitve geotermalne elektrarne se zahteva veliko visoko-tehnološkega znanja, dovolj visoki viri financiranja, obstaja visok riziko tveganja, upoštevati je potrebno zelo visoke stroške vrtanja, saj so lahko široke vrtine globoke tudi nekaj kilometrov. Ocenjuje se, da je investicija v geotermalno elektrarno 50 do 100 milijonov evrov.

Dobro načrtovane elektrarne so zelo zanesljive (95 %) in lahko proizvajajo elektriko 24 ur na dan. To jim daje veliko prednost pred ostalimi elektrarnami, npr. hidroelektrarnami ali sončnimi elektrarnami.

Direktna raba

(30ºC - 95ºC/90˚~200˚F)

Vroči vrelci, izviri

Na relativno redkih območjih imamo na razpolago tudi vroče vrelce, pri nas poznane kot mineralne vrelce. Njihova temperatura je prenizka, da bi jo lahko uporabili za proizvodnjo električne energije, vendar še vedno visoka za neposredno rabo. Direktna raba pomeni predvsem to, da lahko vročo vodo iz vrelcev uporabimo takoj, brez dodatne opreme kot so turbine ali toplotne črpalke.

Poleg vrelcev, ki se nahajajo na površju je ekonomična raba tudi, če še vroča podtalnica nahaja dovolj blizu površja. Oprema za vzpostavitev direktne rabe geotermalne energije, kot so vrtalni stroji, cevitve, črpalke, napeljave je danes standardna in cenovno dostopna.
Uporaba t.i. termalnih vrelcev je znana že več tisoč let, saj so ljudje zelo hitro ugotovili, da jo lahko uporabijo za kuhanje, gretje, kopališča, …
Danes je tovrstna raba termalne vode nudijo širok spekter možnosti uporabe:

  • direktno daljinsko ogrevanje,
  • ribje farme,
  • rastlinjaki (agrikultura),
  • kopališča (balneologija),
  • industrijski procesi,
  • sušilnice…

Ogrevanje in hlajenje - Geotermalne toplotne črpalke

(5ºC ~ 20 ºC/40˚~70˚F)

Geotermalne toplotne črpalke je možno vgraditi praktično na vsaki lokaciji. So idealen način ogrevanja za stanovanjske hiše, šole in poslovne stavbe. Analogijo lahko naredimo z živalmi, ki prezimujejo v rovih pod zemljo. Poleti pa jih isti rovi ščitijo pred vročino. Geotermalne toplotne črpalke izkoriščajo konstantno temperaturo Zemlje na globini 100 do 200 metrov.

V osnovi je sistem geotermalne toplotne črpalke sestavljen iz sistema plastičnih cevi (PE, PC), in seveda toplotne črpalke. Sisteme zajema toplote poznamo pod imeni horizontalni ali vertikalni kolektorji, geosonde, geo sonde, bio sonde, zemeljske sonde, vertikalne sonde itd.
Električna energija se porablja le za zbiranje, koncentracijo in prenos toplote in ne za njeno proizvodnjo. Zato se danes smatrajo za enega najbolj okolju prijaznih sistemov ogrevanja in hlajenja.