La геотермална енергия Това е един от най-важните и най-малко известни източници на възобновяема енергия. Тази технология се възползва от топлината, съхранявана под повърхността на Земята, за да произвежда отопление, охлаждане и битова гореща вода (БГВ) в домове, индустрии и други сгради. В тази статия ще разгледаме как работи, неговите предимства, недостатъци и сравнения с други технологии като аеротермалната енергия.
Как работи геотермалната енергия?
La геотермална енергия Тя се основава на способността на Земята да съхранява топлината, произведена вътре. С помощта на геотермални термопомпи е възможно да се извлече тази топлина и да се използва за отопление през зимата, охлаждане през лятото и осигуряване на битова гореща вода. Процесът се основава на затворена верига, в която течност (смес от вода и гликол) циркулира през тръби, заровени под земята.
През зимата тази течност абсорбира топлина от подпочвата, която е с постоянна температура, и я пренася към сградата. През лятото процесът е обратен: топлината вътре в сградата се прехвърля към подовата настилка, като естествено охлажда помещението. Тази система е високоефективна, като използва по-малко електроенергия от традиционните системи за отопление и климатизация.
Този вид енергия е неизчерпаем и е наличен 365 дни в годината, The 24 часа на деня. Едно от големите предимства пред други възобновяеми енергийни източници като слънчева или вятърна енергия е, че тя производителността не зависи от метеорологичните условия (слънце, вятър, дъжд и др.). Геотермалната енергия е стабилна и непрекъсната.
Приложения за геотермална енергия
Понастоящем геотермалната енергия има някои ключови приложения, както в жилищни, така и в индустриални условия. Нека ги видим по-долу.
- Отопление и охлаждане: Както споменахме преди, геотермалните термопомпи осигуряват отопление през зимата и охлаждане през лятото, с инсталация, която може да се адаптира към системи за подово отопление или вентилаторни конвектори.
- Производство на електроенергия: На определени места по света, където геотермалните ресурси са с висока температура (повече от 150ºC), е възможно да се генерира електричество с помощта на парни турбини.
- Промишлени и селскостопански съоръжения: В отрасли като селското стопанство геотермалната енергия може да се използва за климатизиране на големи складове или оранжерии, увеличавайки селскостопанските добиви в по-студен климат.
Видове геотермални ресурси
Геотермалните ресурси се разделят на три големи категории според тяхната температура.
- Висока температура (повече от 150 ºC): Те обикновено се свързват с вулканични явления или области на тектонична активност. В тези случаи топлинната енергия може да се използва за генериране на електричество.
- Средна температура (между 90 ºC и 150 ºC): Тези ресурси не са достатъчни за производство на електроенергия, но могат да се използват за отопление и някои промишлени процеси.
- Ниска температура (под 90 ºC): Те са най-разпространените и могат да захранват домове и сгради с отопление, охлаждане и БГВ.
Предимства на геотермалната енергия
Геотермалната енергия има множество предимства пред другите енергийни източници. По-долу описваме най-важните:
- Постоянна производителност: Не зависи от метеорологичните условия и производството му е стабилно през цялата година.
- Висока ефективност: Геотермалните термопомпи предлагат много висока производителност, с коефициент на ефективност (COP) по-голям от 4, т.е. за всеки киловат консумирана електрическа енергия се произвеждат повече от 4 киловата топлинна енергия.
- По-малко въздействие върху околната среда: Не отделя токсични газове или замърсяващи частици. Като не използва изкопаеми горива, не допринася за парниковия ефект.
Недостатъци на геотермалната енергия
Въпреки че геотермалната енергия има много предимства, има някои недостатъци, които трябва да се вземат предвид преди инсталирането на такава система.
- Висока първоначална инвестиция: Инсталирането на геотермални системи изисква значителна инвестиция в сравнение с традиционните системи за отопление или климатизация. Този разход обаче се изплаща в дългосрочен план поради високата ефективност.
- Необходимо място: Съоръженията обикновено изискват значително количество земя за погребване на геотермални тръби.
- Не е жизнеспособен на всички места: Има места, където геотермалните ресурси не са достатъчно достъпни, което ограничава тяхното прилагане.
Геотермална термопомпа (BCG)
Едно от най-известните приложения на геотермалната енергия е геотермална термопомпа, наричан още BCG. Основните характеристики на тази система са следните:
Висока ефективност: Геотермалните термопомпи са високоефективни, защото работят с източник на топлина (подпочвата), чиято температура е постоянна през цялата година, като се избягват метеорологичните колебания.
стабилност: Термопомпите са свързани към топлообменници, които поддържат стабилна температура през цялата година, гарантирайки постоянна производителност.
Тези помпи не само осигуряват отопление през зимата и охлаждане през лятото, но са и идеалният избор за загрейте предварително санитарната вода, което допринася за комбинираните енергийни спестявания.
Отопление и охлаждане с една и съща система?
Една от силните страни както на геотермалната, така и на аеротермалната енергия е способността им да комбинирайте отопление и охлаждане в единна система. През зимата системата пренася топлина от подовата настилка към сградата, докато през лятото системата изхвърля топлината от дома към подовата настилка.
Освен това този тип инсталация може да се използва и за отопление на места като напр басейни, което значително повишава неговата привлекателност за собствениците на еднофамилни жилища или големи комплекси.
Сравнение на геотермалната енергия с други възобновяеми енергийни източници
Важен аспект при избора на геотермална енергия е сравнението й с други възобновяеми енергийни източници. Нека го направим по-нататък.
- Геотермална срещу. Слънчева енергия: Основното предимство на геотермалната енергия пред слънчевата енергия е, че нейната ефективност не зависи от броя на часовете слънчева светлина. Докато слънчевата енергия може да бъде непостоянна, геотермалната предлага постоянна производителност през цялата година.
- Геотермална срещу. Аеротермален: Аеротермалната енергия е друга нововъзникваща технология, която работи по начин, подобен на геотермалната енергия, но вместо да използва топлината от подпочвата, тя се възползва от топлината от външния въздух. Основната разлика е, че ефективността на аеротермалните системи може да бъде повлияна от екстремни външни температури, нещо, което не се случва с геотермалните.
- Геотермална срещу. биомаса: Биомасата е възобновяем енергиен източник, базиран на изгаряне на органични отпадъци. За разлика от геотермалната енергия, биомасата произвежда емисии и не винаги е толкова ефективна. Въпреки това, той може да бъде жизнеспособна алтернатива на места, където достъпът до геотермални ресурси е ограничен.
Заключение
Геотермалната енергия е една от най-обещаващите системи за възобновяема енергия. Въпреки че първоначалната инвестиция може да бъде висока, стабилността на работата му, високата му ефективност и фактът, че е чист източник на енергия са фактори, които правят геотермалната енергия предпочитан вариант за тези, които търсят системи за възобновяема енергия с минимално въздействие върху околната среда. среда през цялата година.
Освен това способността му да комбинира отопление и охлаждане в една система го прави цялостно и устойчиво решение за дома и индустрията.