Princip geotermální energie
Geotermální energie označuje tepelnou energii Země a v širším smyslu využití této energie k výrobě elektřiny nebo vytápění budov nebo sanitární vody. Princip je jednoduchý: odeberte a využijte teplo obsažené v půdě, buď v suchých horninách, nebo ve formě horké podzemní vody. Ve skutečnosti, čím hlouběji sestoupíte do zemského podloží, tím vyšší je teplo (existence teplotního gradientu). Tento teplo je způsobeno tlakem a / nebo blízkostí magmatu.
Na povrchu, v hloubkách řádově několika metrů, je teplo ze země je způsobeno slunečním zářením : země ukládá sluneční energii. V hloubce 4,5 až 10 metrů je tedy zemské teplo po celý rok konstantní, kolem 12 ° C.
Geotermální energie je považována za a obnovitelná energie díky svému velkému množství, díky kterému je v měřítku lidstva prakticky nevyčerpatelná.
Různé druhy geotermální energie v závislosti na hloubce
V závislosti na teplotě dosažené v podloží, která závisí na hloubce vrtání, ale také na geologických charakteristikách regionu (některé oblasti mají teplejší podloží než jiné) hovoříme o:
- Vysoce energetická geotermální energie : vrty více než 1500 m hluboké, kde teplota přesahuje 150 ° C. Tato forma geotermální energie se používá pro velkovýroba energie; tuto techniku používá více než 20 zemí světa, včetně Francie.
- Nízkoenergetická geotermální energie : vrty v hloubce 1500-2500m pro teploty mezi 30 a 100 ° C, určené k výrobě tepla pro dálkové vytápění. Nízkoenergetická geotermální energie se využívá zejména v pařížské pánvi ke kolektivnímu vytápění topnou sítí.
- Geotermální energie s velmi nízkou energií : mělké vrty (méně než 200 m, teploty mezi 10 a 35 ° C), používané hlavně v rámci výroba teplé užitkové vody a vytápění pro jednotlivá obydlí, díky geotermálnímu tepelnému čerpadlu.
Geotermální energie využívaná od starověku
Geotermální energie není nedávným objevem: od starověku byly horké prameny používány k zásobování termálních lázní ve starověkém Římě a jinde ve Středozemním moři, stejně jako v Číně. První geotermální elektrárna určená k výrobě elektřiny je italská a pochází z počátku 20. století. Některé země jsou v dnešní době obzvláště účinné při výrobě elektrické energie geotermální energií: 100% elektřiny vyrobené na Islandu je geotermálního nebo hydroelektrického původu.
Geotermální tepelné čerpadlo pro individuální vytápění: provoz
Získávání tepla je způsobeno dvěma faktory: získávání tepla ze země, spolu senergie rozptýlené při určitých změnách stavu teplonosné tekutiny.
Existuje několik provozních variant v závislosti na tom, zda je systém přímou nebo nepřímou expanzí a zda je použitou chladicí kapalinou voda, glykolová voda nebo jiné chladivo (tyto kapaliny jsou označeny písmenem R následovaným několika číslicemi). Vezměte si příklad systému přímé expanze pomocí chladiva.
Schematicky, do země je poslána tekutina (v kapalném stavu), která se při kontaktu se zemí zahřívá teplejší než samotná kapalina. Tato tekutina je vybrána pro její schopnost přecházet z kapaliny na plyn při nízké teplotě : v zemi, jakmile se zahřeje, z kapaliny se stane plyn. Plyn je veden potrubím do kompresoru umístěného v domě a je stlačen, což způsobuje zvýšení jeho teploty. Kondenzátor jej poté změní z plynného na kapalný stav: tato změna stavu dále zvyšuje jeho teplotu. The teplo z média se pak přenáší do topné vody. Tekutina, uvolněná a ochlazená, pokračuje ve svém cyklu a vrací se do půdy.
Pro zahřátí se tekutina může proudit svisle (relativně hluboké svislé snímače, používá se hlavně v městských oblastech, kde je omezený prostor) popř horizontálně v malé hloubce (horizontální kolektory vyžadující velkou plochu - řádově 2 až 2,5krát větší než vytápěnou plochu domu - ty se používají hlavně ve venkovských oblastech).
Volba chladiva závisí mimo jiné na hloubce vrtání a teplotě, s níž se kapalina v hloubce setká. Je třeba vzít v úvahu také environmentální kritéria: některá chladiva jsou v posledních desetiletích znečišťující nebo dokonce zakázaná.
Produkujte teplo, produkujte chlad: stejný princip!
Mluvíme o chladivu nebo teplonosné kapalině, podle případu. Princip je však stejný, ať už jsme v kontextu vytápění nebo chladničky nebo klimatizace, ale s opačnými cíli: odvádět teplo v domě nebo chladničce pro '' evakuaci směrem ven, nebo ji naopak vezměte do země a přiveďte do obydlí.
Investice, která má být v průběhu času amortizována
Zahřátí pomocí geotermálního tepelného čerpadla je a významná investice pro jednotlivce : vrtání, instalace uzavřeného okruhu včetně podzemních čidel, potrubí, kompresoru, kondenzátoru atd. Nicméně daňová pomoc (daňový kredit pro udržitelný rozvoj) a dotace z tepelného fondu ADEME snížit celkové náklady a urychlit návratnost investic: přibližně 8 let ve srovnání s vytápěním zemním plynem a 4 roky ve srovnání s propanem.
- Obnovitelné energie: současný stav ve Francii
- Elektromobil, špatný nápad?
