Zasada energii geotermalnej
Energia geotermalna odnosi się do energii cieplnej Ziemi, a co za tym idzie, wykorzystania tej energii do produkcji energii elektrycznej lub ogrzewania budynków lub wody sanitarnej. Zasada jest prosta: pobierać i wykorzystywać ciepło zawarte w glebie, czy to w suchych skałach, czy w postaci gorącej wody podziemnej. W rzeczywistości im głębiej schodzisz w podglebie ziemi, tym wyższe jest ciepło (występowanie gradientu temperatury). Ten ciepło jest spowodowane ciśnieniem i/lub bliskością magmy.
Na powierzchni, na głębokościach rzędu kilku metrów, ciepło z gruntu pochodzi z promieniowania słonecznego : ziemia magazynuje energię słoneczną. Tak więc na głębokości od 4,5 do 10 metrów ciepło gruntu jest stałe przez cały rok, około 12 ° C.
Energia geotermalna jest uważana za energia odnawialna ze względu na jej ogromną obfitość, co czyni ją praktycznie niewyczerpalną w skali ludzkości.
Różne rodzaje energii geotermalnej w zależności od głębokości
W zależności od temperatury osiąganej w podłożu, która zależy od głębokości wiercenia, ale także od cech geologicznych regionu (niektóre obszary mają cieplejsze podłoże niż inne), mówimy o:
- Energia geotermalna o wysokiej energii : odwierty o głębokości powyżej 1500 m, w których temperatura przekracza 150°C. Ta forma energii geotermalnej jest wykorzystywana do wytwarzanie energii na dużą skalę; Ponad 20 krajów na świecie stosuje tę technikę, w tym we Francji.
- Energia geotermalna o niskiej energii : odwierty na głębokości 1500-2500m dla temperatur od 30 do 100°C, przeznaczone do produkcji ciepła dla ciepłownictwo. Energię geotermalną niskoenergetyczną wykorzystuje się w szczególności w dorzeczu paryskim do zbiorczego ogrzewania siecią ciepłowniczą.
- Bardzo niska energia geotermalna : płytkie odwierty (poniżej 200m, temperatury od 10 do 35°C), wykorzystywane głównie w ramach produkcja ciepłej wody użytkowej i ogrzewanie dla indywidualnych mieszkań, dzięki geotermalnej pompie ciepła.
Energia geotermalna wykorzystywana od starożytności
Energia geotermalna nie jest nowym odkryciem: od starożytności gorące źródła były wykorzystywane do zasilania łaźni termalnych w starożytnym Rzymie i innych częściach basenu Morza Śródziemnego, a także w Chinach. Pierwsza elektrownia geotermalna przeznaczona do produkcji energii elektrycznej jest włoska i pochodzi z początku XX wieku. Niektóre kraje są obecnie szczególnie wydajne w produkcji energii elektrycznej za pomocą energii geotermalnej: 100% energii elektrycznej produkowanej w Islandii pochodzi z geotermii lub hydroelektrowni.
Gruntowa pompa ciepła do ogrzewania indywidualnego: praca
Pozyskiwanie ciepła wynika z dwóch czynników: wydobywanie ciepła z ziemi, w połączeniu zenergia rozpraszana podczas pewnych zmian stanu nośnika ciepła.
Istnieje kilka wariantów pracy w zależności od tego, czy system jest rozprężaniem bezpośrednim, czy pośrednim oraz czy używanym czynnikiem chłodzącym jest woda, woda glikolowa czy inny czynnik chłodniczy (te płyny są oznaczone literą R, po której następuje wiele cyfr). Weźmy na przykład system bezpośredniego odparowania, wykorzystujący czynnik chłodniczy.
Schematycznie, do gruntu trafia płyn (w stanie ciekłym), który w kontakcie z ziemią nagrzewa się gorętszy niż sam płyn. Ten płyn jest wybrany ze względu na jego możliwość przejścia z cieczy na gaz w niskiej temperaturze : w ziemi po ogrzaniu ciecz staje się gazem. Przeprowadzany rurami do sprężarki znajdującej się w domu, gaz jest sprężany, co powoduje wzrost jego temperatury. Skraplacz następnie zmienia go ze stanu gazowego w stan ciekły: ta zmiana stanu dodatkowo zwiększa jego temperaturę. ten ciepło z medium jest następnie przekazywane do wody grzewczej. Płyn rozluźniony i schłodzony kontynuuje swój cykl i wraca do gleby.
Aby się rozgrzać, płyn może płynąć pionowo (stosunkowo głębokie czujniki pionowe), stosowany głównie w obszarach miejskich o ograniczonej przestrzeni) lub poziomo na małej głębokości (kolektory poziome wymagające dużej powierzchni - rzędu od 2 do 2,5 razy większej powierzchni ogrzewanego domu - stosowane są głównie na terenach wiejskich).
Wybór czynnika chłodniczego zależy między innymi od głębokości wiercenia i temperatury napotkanej przez płyn na głębokości. Należy również wziąć pod uwagę kryteria środowiskowe: niektóre czynniki chłodnicze są zanieczyszczające, a nawet zakazane w ostatnich dziesięcioleciach.
Produkuj ciepło, produkuj zimno: ta sama zasada!
W zależności od przypadku mówimy o czynniku chłodniczym lub nośniku ciepła. Zasada jest jednak taka sama, niezależnie od tego, czy jesteśmy w kontekście ogrzewania, lodówki czy klimatyzacji, ale ma przeciwne cele: odprowadzenie ciepła z domu lub lodówki w celu „ewakuacji na zewnątrz”, lub wręcz przeciwnie, zabierz go do ziemi, aby umieścić go w obudowie.
Inwestycja, która będzie amortyzowana w czasie
Ogrzewanie się za pomocą geotermalnej pompy ciepła to znacząca inwestycja dla jednostki : odwierty, montaż obiegu zamkniętego w tym czujniki podziemne, rury, kompresor, skraplacz itp pomoc podatkowa (kredyt podatkowy na zrównoważony rozwój) oraz dotacje z funduszu ciepła ADEME obniżyć całkowity koszt i przyspieszyć zwrot z inwestycji: około 8 lat w porównaniu z ogrzewaniem gazem ziemnym i 4 lata w porównaniu z propanem.
- Energia odnawialna: stan zaawansowania we Francji
- Samochód elektryczny, zły pomysł?
