Zastosowanie głębokiej geotermii daje wiele możliwości, jeśli chodzi o uzyskiwanie energii z odnawialnych i ekologicznych źródeł. Nawet do 40 procent wód termalnych, znajdujących się na terenie naszego kraju, można wykorzystać w formie elektrowni geotermalnej. Źródła geotermalne znajdują się na większości powierzchni naszego kraju, jest więc do nich duży dostęp. Aby mogła powstać elektrownia geotermalna, należy jednak spełnić pewne warunki.
Czym właściwie jest energia geotermalna?
Energia ziemi jest naturalnym źródłem ciepła. Udając się do wnętrza ziemi, można zauważyć pewne zjawisko, z każdym kilometrem wewnątrz ziemi temperatura wzrasta nawet o 30 stopni Celsjusza. W jądrze Ziemi panuje ekstremalna temperatura aż ok. 4500 stopni Celsjusza. Widać to zjawisko przez okresowe wydobywanie się lawy w trakcie wybuchów wulkanów albo przez systematyczne wydobywanie się na powierzchnię wody, pod postacią gorących źródeł albo gejzerów.
Sprawdź też: ekran zagrzejnikowy
Woda ogrzewana jest przez magmę, która składa się z krzemianów oraz glinokrzemianów. Wody geotermalne uznawane są za odnawialne źródło energii ze względu na ich właściwości przenoszenia i konwekcji. Nasz kraj ma spory potencjał, jeśli chodzi o rozwój energetyki geotermalnej, jak na razie energię tą wykorzystuje się na przykład na Podhalu. Energia geotermalna może być świetnym sposobem na ogrzanie domków jednorodzinnych i wielorodzinnych.
W jaki sposób działa elektrownia geotermalna?
Elektrownie geotermalne swoim działaniem przypominają tradycyjne elektrownie parowe, o ile temperatura dochodzi powyżej 300 stopni Celsjusza. W przypadku kiedy nie dochodzi do takiej temperatury, wówczas trzeba użyć dodatkowego obiegu ze specjalnym czynnikiem roboczym. Można wymienić dwa rodzaje elektrowni geotermalnych. Może to być system używający zasoby geotermalne jako główne źródło zasilania. Złoże pod postacią pary dostaje się od razu na turbinę, a po ekspansji para przedostaje się do skraplacza, tam zmienia się jej stan skupienia na ciekły. Taka elektrownia osiąga 30 procent swojej sprawności elektrycznej. Innym rodzajem elektrowni są te dwuczynnikowe, czyli binarne. W tym obiekcie woda dostaje się do parownika, który jest swego rodzaju kotłem parowym. Oddane ciepło następnie dostaje się do drugiego obiegu z czynnikiem roboczym odznaczającym się niską temperaturą wrzenia. Sprawność takiej elektrowni wynosi od 10 do 15 procent. Pierwsza wymieniona elektrownia działa w bardzo prosty sposób. Woda czy też para geotermalna jest uzyskiwana przez minimum dwa odwierty. Jeden obiekt jest eksploatacyjnym, natomiast drugi jest zatłaczający. Bierze się gorące medium, po czym go zatłacza po przejściu przez turbinę. W sytuacji, gdy niemożliwe jest pobranie wody, wówczas używa się obiegu zamkniętego. Jeden obieg odpowiada za zatłaczanie zimnej wody obiegowej do złoża, po czym ogrzewana jest woda, natomiast drugi wraca na powierzchnię, przez co napędza turbiny. Elektrownie drugiego rodzaju nie stosują tradycyjnego układu wodno-parowego.
Elektrownie geotermalne w Polsce i na świecie
Polska nie może poszczycić się, na razie dużą ilością elektrowni geotermalnych. W naszym kraju działa jedynie parę zakładów ciepłowniczych: Uniejów, Mszczonów, Pyrzyce i Bańska Niżna. W Austrii funkcjonują dwie instalacje o technologi binarnej, a Islandia jest jednym z najbardziej zasobnych krajów w ten rodzaj energii, działają tam oba rodzaje elektrowni geotermalnych.
Budowa elektrowni geotermalnej
Przeważnie budowa elektrowni opiera się na wykonaniu głębokich odwiertów w ziemi, a woda czy skały muszą mieć w jej wnętrzu właściwą temperaturę. Temperatura ta powinna wynosić co najmniej 65 stopni Celsjusza na głębokości 2000 metrów. Istotny jest także poziom zasolenia wody, dobrze, jeśli będzie on jak najmniejszy. Elektrownia geotermalna często okazuje się niezwykle opłacalna. Tak jest na przykład w mieście Zakopane. Aż 40 procent całego zapotrzebowania na ciepło uzyskiwane jest przez spółkę zajmującą się wykorzystaniem właśnie energii geotermicznej. Ciepłowni jest paręnaście i zajmują się one dostarczaniem ciepła do gospodarstw znajdujących się w ich pobliżu, oddalonych maksymalnie kilkanaście kilometrów od elektrowni. Na razie energia geotermiczna nie jest przemieniana na energię elektryczną, jednakże ma się to w końcu zmienić. Elektrownia geotermalna Szaflary ma się stać pierwszą tego rodzaju elektrownią geotermalną w naszym kraju, ma być tam wytwarzane ciepło oraz energia elektryczna.
Elektrownie geotermalne wady i zalety
Elektrownia geotermiczna zalety
- ekologiczność- pompy ciepła odpowiadają za wykorzystanie energii odnawialnej, oprócz tego nie produkują żadnych szkodliwych dla środowiska zanieczyszczeń
- niski koszt energii cieplnej- energia geotermalna jest tanim sposobem ogrzewania, przy zastosowaniu pompy ciepła jej średni koszt w skali roku wyniesie do maksymalnie 3 tysięcy złotych
- energia geotermalna może być używana do ogrzania domu przez wiele lat, żywotność takiego urządzenia wynosi do 50 lat. Inwestycja może posłużyć paru pokoleniom
- zastosowanie energii odnawialnej, pompy ciepła używanie przede wszystkim energię pochodzącą z wnętrza Ziemi. W płytkiej geometrii jednak stosuje się do tego celi wody geotermalne oraz powietrze.
- współpraca z pozostałymi urządzeniami- pompy ciepła mogą działać w sposób samodzielny ogrzewając budynek albo być systemem wspomagającym inne źródło ogrzewania. Mogą współpracować na przykład z kotłami i kominkami.
Elektrownia geotermiczna wady
- niewielki zwrot przy klasycznych kotłach- w przypadku ogrzewania węglem czy ekogroszkiem można nie odczuć zbyt dużego zwrotu inwestycji
- zamontowanie pompy ciepła opłaca się zwłaszcza jeśli cały budynek jest energooszczędny, wówczas można liczyć na najlepsze efekty
- inwestycja jest początkowa bardzo kosztowna i pochłania dużą ilość funduszy, samo zainstalowanie płytkiej geometrii kosztuje od 29 do 60 tysięcy złotych. Całkowity koszt jaki pochłonie inwestycja zależy od rodzaju pompy ciepła, budynku i jej powierzchni użytkowej.
