Геотермальная энергия

Термин геотермальный происходит от греческих слов «земля» и «тепло», т. е. означает «тепло земли». Геотермальная энергетика предусматривает преобразование тепла, полученного из геотермальных источников, в энергию, полезную для человека. Тепло земли – фактически крупнейший возобновляемый источник энергии, который значительно отличается от любых альтернативных вариантов. Его можно использовать в любое время года, он не зависит от солнечного света и температурного режима. КПД использования геотермальной энергии может превышать 90%, что означает значительно более низкую себестоимость получения электрической и тепловой энергии.
Геотермальная энергетика достаточно молодая отрасль. Она насчитывает порядка 100лет и активно развивается сегодня во всем мире. В Украине ее доля еще составляет не более сотых долей процента, но этот вопрос активно прорабатывается на всех уровнях. Уже несколько лет действует «зеленый тариф» для пользователей электроэнергии, полученной из альтернативных источников. Страна заинтересована в привлечении инвесторов и создает для них самые благоприятные условия.
Сегодня различают низкопотенциальные и высокопотенциальные источники геотермальной энергии. Низкопотенциальные предусматривают получение тепловой энергии из верхних непромерзающих пластов грунта, воздуха и водоемов. А  высокопотенциальные позволяют получать и тепловую, и электрическую энергию, благодаря преобразованию высокотемпературных термальных вод, взятых из глубоких буровых скважин. Мы расскажем про низкопотенциальные источники геотермальной энергии.

Наличие ресурсов в Украине

Украина имеет значительные ресурсы нетрадиционных источников энергии для получения тепла. И включение в энергетический потенциал страны геотермальной энергетики для обеспечения теплоснабжения позволит обеспечить экономию топлива до 5%.
Исходя из климатических особенностей страны, ее можно условно разделить на две части – южная и северная. Если использовать для теплоснабжения низкопотенциальную геотермальную энергию тепловых насосов на юге страны и Крыму, то можно говорить о высокой эффективности системы воздух-вода.
Немного севернее – холоднее воздух, глубже промерзают почвы и вода. Поэтому для отопления дома эффективнее будет  использовать грунтовый тепловой насос. Это обеспечит существенную экономию топлива и экологическую чистоту процесса.
Последнее актуально для нашей страны, ведь традиционная энергетика оказывает на окружающую среду отрицательное воздействие. До 86% выбросов парниковых газов, о которых сегодня так часто мы слышим в СМИ, приходится именно на процессы сжигания топлива.

Преимущества использования геотермальной энергии с помощью тепловых насосов

Интерес человечества к геотермальной энергетике вызван также постепенным истощением природных запасов топлива, нефти и газа, зависимостью страны от их импорта, а также опасностью для человека и окружающей среды от использования таких генераторов электрической энергии, как атомные станции (вспоминаем Чернобыль).
Достоинствами геотермальной энергетики можно считать:

  1. Возможность использования ее для получения тепловой энергии, независимо от солнечного света и времени года.
  2. Неиссякаемость. В качестве источника тепла можно использовать слой грунта между глубиной промерзания и изотермической поверхностью, который является, своего рода, сезонным аккумулятором тепла, сточные воды, природные водоемы, системы водоснабжения предприятий и пр.
  3. Экологическая безопасность.
  4. Гарантированное обеспечение минимального поддержания тепла, особенно в части, касающейся аварийных ситуаций.

Принцип действия теплового насоса

Итак, тепловой насос представляет собой систему из испарителя, компрессора и конденсатора, через которые по трубам циркулирует хладагент. Весь принцип действия можно описать так. Хладагент, попадая в испаритель, за счет уменьшения давления, начинает превращаться в газ, забирая тепло со стенок испарителя. Испаритель, в свою очередь, забирает тепло из грунта, воды или воздуха, в зависимости от того, где он расположен. Движение хладагента по контуру происходит, за счет работы компрессора. Компрессор сжимает хладагент, повышая его температуру до +85-125градусов, и подает в конденсатор. Далее нагретый хладагент уже в жидком состоянии поступает в систему отопления.
В помещении стоят температурные датчики, которые по достижении необходимой температуры отключают компрессор, и движение хладагента, как и работа теплового насоса, прекращается.
Превращая низкопотенциальную геотермальную энергию в тепловую, насос затрачивает на работу всего 25% необходимого количества энергии. Остальные 75% он получает бесплатно из грунта, воздуха или водоема. Кроме отопления, тепловой насос может обеспечить и охлаждение воздуха. Это достигается обратным ходом работы насоса при наличии в его конструкции реверсивного клапана.
Такой принцип работы дает основание воспринимать геотермальную систему как абсолютно безопасную для природы и человека. А поскольку среднегодовая температура окружающее среды тоже не слишком меняется из года в год, то источник этой тепловой энергии можно считать неиссякаемым.

Независимость – прежде всего

В процессе работы теплового насоса не происходит сгорания топлива, он не может загореться или взорваться, не требует оснащения жилища дымоходами и вентиляцией, практически бесшумен, не выделяет вредных испарений и запахов. Тепловой насос можно использовать и для обогрева, и для охлаждения помещений. Т.е. он значительно эффективнее любой системы отопления и кондиционирования. Приобретя тепловой насос, вы приобретаете настоящую независимость.
Безусловно, стоимость и установка оборудования теплового насоса будет выше, чем установка газового или дизельного котла, но экономическая эффективность будет сразу видна из простого расчета. Затратив на работу насоса 1кВт энергии, можно получить тепловой энергии в эквиваленте 4-5кВт. Мы уже не говорим, что это – экологически чистые киловатты.
Геотермальная система в вашем доме принесет прохладу знойным летом, тепло – зимой, даст горячую воду для ванны или бассейна. Таким образом, приобретя тепловой насос, вы сможете решить все вопросы  комфорта и тепла в вашем доме.