Energia geotermalna - zasada działania i budowa elektrowni

Energia geotermalna jest pozyskiwana z energii cieplnej, która gromadzi się w skałach lub wodach znajdujących się w szczelinach skalnych. Bardzo często geotermia jest mylona z energią geotermiczną. Ten drugi typ powinien być kojarzony przede wszystkim z pompami ciepła, które wytwarzają ciepło na podstawie energii pozyskiwanej z wód gruntowych, powietrza lub ziemi.

Źródła energii geotermalnej znajdują się we wszystkich skałach, bez względu na lokalizację. Problem może być jedynie jej wydobycie. Powietrze ogrzewane jest przenikającym ciepłem od jądra ziemi ku skorupie ziemskiej. Dlatego możemy zauważyć zależność, że im głębiej będziemy przemieszczać się w kierunku wnętrza ziemi, tym temperatura będzie miała wyższą wartość.

Elektrownie geotermalne działają w oparciu o wymianę wody. Ciepłą wodę pobiera się przy pomocy specjalnych pomp głębinowych. Następnie przewodzona jest ona do wymienników ciepła, które umieszczone są na powierzchni ziemi. Tutaj odnawialna energia przechodzi tzw. wtórny obieg. W ten sposób dochodzi do schłodzenia wody, która następnie jest oddawana do wnętrza ziemi. Energia geotermalna służy przede wszystkim do pozyskiwania energii elektrycznej. Do tego celu przeznaczone są elektrownie, które korzystają ze źródła energii geotermalnej cechującej się temperaturą na poziomie 100 stopni Celsjusza.

Obecnie wyróżnia się elektrownie jednoczynnikowe oraz dwuczynnikowe. Elektrownia jednoczynnikowa korzysta tylko z jednego źródła, którym jest odnawialna energia geotermalna. Zasada działania elektrowni jednoczynnikowej opiera się na wykorzystaniu pary wodnej lub wody. Budowa elektrowni jednoczynnikowej jest uzależniona od rodzaju złoża. Jeżeli z wnętrza ziemi pozyskiwana jest para wodna, to elektrownia działa w oparciu o turbinę. W przypadku gdy zasada działania elektrowni opiera się na pobieraniu wody, to kluczowym elementem jest rozprężacz. Taka budowa elektrowni pozwala na odparowanie wody, która następnie w postaci gazowej przemieszcza się ostatecznie do skraplacza.

Elektrownia dwuczynnikowa jest rozwiązaniem, która składa się z dwóch obiegów. Zasada działania takiej elektrowni została opisana nieco wyżej. Należy mieć na uwadze, że budowa elektrowni geotermalnej dwuczynnikowej jest już bardziej skomplikowana. Ponieważ elektrownie tego typu działają w oparciu na przykład o obieg porównawczy Kaliny. Zasada działania opiera się na oddawaniu ciepła do drugiego obiegu. Warto dodać, że energia geotermalna z wnętrza ziemi nie jest jedynym źródłem energii. Najczęściej wykorzystuje się tutaj również inne źródła, natomiast geotermia pozyskiwana jest z dużo niższych warstw.

Elektrownie z wnętrza ziemi w Polsce

Geotermia jest coraz bardziej popularnym rozwiązaniem w Polsce. Energia termalna została odkryta całkowicie przypadkowo w latach osiemdziesiątych ubiegłego wieku, w czasie poszukiwań złóż ropy naftowej. Pierwsza studnia geotermalna była kopana w Bańskiej Niżnej, w której obecnie znajduje się elektrownia geotermiczna. Szacuje się, że odnawialna energia z wnętrza ziemi mogłaby w Polsce zaspokoić prawie ⅓ całego zapotrzebowania na energię cieplną.

Należy jednak mieć na uwadze, że energia termalna jest o wiele trudniejsza w wydobyciu. Dlatego bardzo dużą popularnością cieszy się geotermia, która opiera się na pozyskiwaniu energii przy pomocy pomp ciepła. Co ciekawe w Polsce najbardziej efektowna jest odnawialna energia termalna w październiku, kiedy temperatura gruntu jest wyższa niż w okresie wakacyjnym. Jeśli szukasz więcej informacji, sprawdź także ten artykuł o energii geotermalnej w Polsce i na świecie.

Promocyjne ceny na panele fotowoltaiczne i pompy ciepła


Elektrownia geotermiczna - zalety i wady

Jak każda odnawialna energia, również energia pobierana z wnętrza ziemi posiada swoje zalety oraz wady. W przypadku zalet wymienimy przede wszystkim:

  • <>Energia geotermiczna zalicza się do odnawialnych źródeł energii - elektrownie geotermalne działają w oparciu o odnawialną energię pozyskiwaną z wnętrza ziemi. Mowa jest o zasobach ciepła, które są niewyczerpywalne. Ponadto energia termalna przy produkcji energii cieplnej lub elektrycznej nie emituje jakichkolwiek zanieczyszczeń, zarówno do powietrza, jak i również wody.
  • Energia termalna wkomponowuje się w krajobraz - w porównaniu do takich typów pozyskiwania ciepła, jak energia wodna lub energia wiatrowa, pozyskiwanie energii geotermalnej jest praktycznie niewidoczne. Szczególnie jeżeli do tego celu wykorzystywana żyła wody głębinowej, a dokładniej została wykopana studnia do poprowadzenia pompy ciepła przy gospodarstwie domowym.
  • Energia geotermiczna może być wykorzystywana przez prywatnych inwestorów - już wiemy, że studnia do pozyskiwania ciepła z wód gruntowych, głębinowych lub z gruntu może być poprowadzona również na prywatnych działkach budowlanych. W ten sposób energia geotermiczna staje się głównym źródłem pozyskiwania energii cieplnej dla prywatnego inwestora. Takim zastosowaniem dla porównania, nie wykazuje się na przykład energia wodna.
  • Efektywność energii geotermalnej utrzymuje się praktycznie na takim samym poziomie przez cały rok - zarówno energia wodna, jak i również wiatrowa jest uzależniona od intensywności zasobów, które są dostępne w danej chwili. Natomiast energia geotermalna przez cały rok jest praktycznie stała, z niewielkimi wahaniami w ciągu roku.

Dobrze jest zapoznać się również z wadami, jakie posiada energia geotermiczna:

  • Nieopłacalność korzystania z energii geotermalnej w każdym miejscu - chociaż poniżej działki budowlanej może przebiegać żyła wody głębinowej, to jednak znajduje się ona na bardzo dużej głębokości, bądź pod trudnym geologicznie profilem. W ten sposób studnia do wykopania jest nieopłacalna.
  • Wysokie koszta inwestycyjne - niestety nadal energia geotermiczna wymaga bardzo dużych nakładów finansowych na samym początku. Studnia, którą należy wykopać, a także montaż całej instalacji, to koszt przynajmniej kilkudziesięciu tysięcy złotych. Przy czym najdroższym elementem jest wykonanie odwiertu geologicznego, jeżeli źródłem ciepła ma być żyła wody głębinowej.
  • Możliwość przemieszczania się złóż - elektrownie geotermiczne działają w oparciu o złoża znajdujące się poniżej gruntu. Jednak należy wziąć pod uwagę, że żyła wody głębinowej może zmienić lokalizację, wtedy dochodzi do nieprawidłowego umiejscowienia instalacji pompy ciepła. Dla porównania energia wodna oraz wiatrowa jest pod tym względem pewniejsza.

Energia wodna, wiatrowa, słoneczna, czy też geotermalna zaliczają się do odnawialnych źródeł energii, w które mimo różnych słabszych stron, i tak przynoszą dużo więcej korzyści w porównaniu do nieodnawialnych źródeł energii. Największą wadą przy skorzystaniu z geotermii jest to, że żyła wodna lub energia cieplna z wnętrza ziemi będzie dla nas niedostępna. Wtedy musimy posiłkować innymi źródłami energii odnawialnej.

Czy ten artykuł był dla Ciebie pomocny?
Oceń
Dla 94,3% czytelników artykuł okazał się być pomocny