La геотермальна енергія Це одне з найважливіших і найменш відомих джерел відновлюваної енергії. Ця технологія використовує для виробництва тепло, яке зберігається під поверхнею Землі опалення, охолодження та гаряча вода (ГВП) у будинках, промислових та інших будівлях. У цій статті ми розглянемо, як це працює, його переваги, недоліки та порівняння з іншими технологіями, такими як аеротермальна енергія.
Як працює геотермальна енергія?
La геотермальна енергія Він заснований на здатності Землі зберігати вироблене всередині тепло. Використовуючи геотермальні теплові насоси, можна добувати це тепло та використовувати його для опалення взимку, охолодження влітку та забезпечення гарячою водою. Процес заснований на замкнутому контурі, в якому рідина (суміш води та гліколю) циркулює по трубах, закопаних під землею.
Взимку ця рідина поглинає тепло з підґрунтя, яке має постійну температуру, і передає його будівлі. Влітку відбувається зворотний процес: тепло всередині будівлі передається підлозі, природним чином охолоджуючи приміщення. Ця система є високоефективною, споживаючи менше електроенергії, ніж традиційні системи опалення та кондиціонування повітря.
Цей вид енергії є невичерпний і є в наявності 365 днів на рік, 24 годин дня. Однією з великих переваг перед іншими джерелами відновлюваної енергії, такими як сонячна або вітер, є те, що її продуктивність не залежить від погодних умов (сонце, вітер, дощ тощо). Геотермальна енергія стабільна і безперервна.
Застосування геотермальної енергії
Геотермальна енергія в даний час має кілька ключових застосувань як у житлових, так і в промислових умовах. Побачимо їх нижче.
- Опалення та охолодження: Як ми вже згадували раніше, геотермальні теплові насоси забезпечують опалення взимку та охолодження влітку, з установкою, яка може бути адаптована до систем теплої підлоги або фанкойлів.
- Виробництво електроенергії: У деяких місцях світу, де геотермальні ресурси мають високу температуру (більше 150ºC), можна виробляти електроенергію за допомогою парових турбін.
- Промислові та сільськогосподарські об'єкти: У таких галузях, як сільське господарство, геотермальну енергію можна використовувати для кондиціонування великих складів або теплиць, збільшуючи врожайність сільськогосподарських культур у холодніших кліматичних умовах.
Види геотермальних ресурсів
Геотермальні ресурси поділяються на три великі категорії відповідно до їх температури.
- Висока температура (більше 150 ºC): Зазвичай вони пов’язані з вулканічними явищами або областями тектонічної активності. У цих випадках теплову енергію можна використовувати для виробництва електроенергії.
- Середня температура (від 90 ºC до 150 ºC): Цих ресурсів недостатньо для виробництва електроенергії, але їх можна використовувати для опалення та деяких промислових процесів.
- Низька температура (менше 90 ºC): Вони є найпоширенішими і можуть забезпечувати будинки та будівлі опаленням, охолодженням і гарячою водою.
Переваги геотермальної енергії
Геотермальна енергія має численні переваги перед іншими джерелами енергії. Нижче ми детально описуємо найважливіші з них:
- Послідовна продуктивність: Він не залежить від погодних умов і його виробництво стабільне протягом року.
- Висока ефективність: Геотермальні теплові насоси пропонують дуже високу продуктивність з коефіцієнтом корисної дії (COP) понад 4, тобто на кожен кіловат спожитої електроенергії виробляється більше 4 кіловат теплової енергії.
- Менший вплив на навколишнє середовище: Він не виділяє токсичних газів або забруднюючих частинок. Відмова від використання викопного палива не сприяє парниковому ефекту.
Недоліки геотермальної енергії
Хоча геотермальна енергія має багато переваг, є деякі недоліки, які слід взяти до уваги перед встановленням такої системи.
- Високі початкові інвестиції: Встановлення геотермальних систем вимагає значних інвестицій порівняно з традиційними системами опалення чи кондиціонування. Однак ці витрати в довгостроковій перспективі окупаються завдяки високій ефективності.
- Потрібне місце: Об’єкти, як правило, потребують значної кількості землі для закопування труб геотермального контуру.
- Не в усіх місцях: Є місця, де геотермальні ресурси недостатньо доступні, що обмежує їх реалізацію.
Геотермальний тепловий насос (BCG)
Одним із найвідоміших застосувань геотермальної енергії є геотермальний тепловий насос, також званий БЦЖ. Основні характеристики цієї системи такі:
Висока ефективність: Геотермальні теплові насоси є високоефективними, оскільки вони працюють з джерелом тепла (надрами), температура якого є постійною протягом року, уникаючи метеорологічних коливань.
Стабільність: Теплові насоси підключені до теплообмінників, які зберігають стабільну температуру протягом року, гарантуючи постійну продуктивність.
Ці насоси не тільки забезпечують обігрів взимку та охолодження влітку, але також є ідеальним вибором для попередньо підігріти санітарну воду, сприяючи спільному енергозбереженню.
Опалення та охолодження за тією ж системою?
Однією з сильних сторін як геотермальної, так і аеротермальної енергії є їхня здатність поєднувати обігрів і охолодження в єдиній системі. Взимку система передає тепло від основи підлоги до будівлі, тоді як влітку система виводить тепло з будинку на підлогу.
Крім того, цей тип установки також можна використовувати для обігріву таких приміщень, як басейни, що значно підвищує його привабливість для власників односімейних будинків або великих комплексів.
Порівняння геотермальної енергії з іншими відновлюваними джерелами енергії
Важливим аспектом при виборі геотермальної енергії є її порівняння з іншими відновлюваними джерелами енергії. Давайте зробимо це далі.
- Геотермальний проти Сонячна енергія: Основна перевага геотермальної енергії перед сонячною полягає в тому, що її продуктивність не залежить від кількості годин сонячного світла. Хоча сонячна енергія може бути періодичною, геотермальна забезпечує постійну продуктивність протягом року.
- Геотермальний проти Аеротермальний: Аеротермальна енергія — це ще одна нова технологія, яка працює подібно до геотермальної енергії, але замість того, щоб використовувати тепло з надр, вона використовує тепло зовнішнього повітря. Основна відмінність полягає в тому, що на ефективність аеротермальних систем можуть впливати екстремальні зовнішні температури, чого не відбувається з геотермальними.
- Геотермальний проти Біомаса: Біомаса є відновлюваним джерелом енергії, заснованим на спалюванні органічних відходів. На відміну від геотермальної, біомаса справді створює викиди і не завжди є настільки ефективною. Незважаючи на це, це може бути життєздатною альтернативою в місцях, де доступ до геотермальних ресурсів обмежений.
Висновок
Геотермальна енергетика є однією з найперспективніших систем відновлюваної енергії. Незважаючи на те, що початкові інвестиції можуть бути високими, стабільність його продуктивності, його висока ефективність і той факт, що це чисте джерело енергії, є факторами, які роблять геотермальну систему кращою для тих, хто шукає системи відновлюваної енергії з мінімальним впливом на навколишнє середовище. середовище протягом року.
Крім того, його здатність поєднувати опалення та охолодження в одній системі робить його повним і надійним рішенням для дому та промисловості.