Što je plitka geotermalna energija i zašto se je isplati upotrebljavati?

Interes za obnovljivim oblicima energije, zelenom gradnjom i smanjenjem stakleničkih plinova, ubrzano raste posljednjih godina. I to s pravom! Jedan od takvih izvora je i plitka geotermalna energija, koja bi si u Hrvatskoj zaslužila veću pozornost. To je praktički neograničen izvor energetski štedljivog grijanja i hlađenja, koji se može koristiti u bilo kojoj zgradi, bez obzira na njezinu namjenu.

Tu je i čitav niz drugih prednosti, ali krenimo od početka.

Što je plitka geotermalna energija i kako djeluje?

Plitka geotermalna energija je jedan od najboljih, pristupačnih, obnovljivih izvora energije, koji je prisutan odnosno prikladan za upotrebu gotovo svugdje u Hrvatskoj.

Plitka geotermalna energija je toplina zemaljske kore od 1,5 metra pa sve do 300 – 400 metara dubine. Potječe iz zemljine jezgre i praktički je neiscrpan izvor energije.

Korištenje plitke geotermalne energije temelji se na konstantnoj temperaturi zemljine kore. Bez obzira na to da li je vani ledena zima, ili vruće ljeto. Široki sloj zemljine kore ima temperaturu oko 13°C. Vjerojatno ste već primijetili ovaj fenomen kad ste išli u podrum ili posjetili Kršku spilju. Ljeti je ugodno hladno, a zimi toplije nego što biste očekivali. Taj sloj konstantne temperature počinje negdje na dubini od 3 metra, a dublje se tlo zagrijava i tako na dubini od 400 metara, obično ima temperaturu između 20 i 25°C. Tu razliku u temperaturi iskorištavaju sustavi za upotrebu plitke geotermalne energije koji zimi, jednostavno rečeno, crpe toplinsku energiju iz tla a nakon ohlađenja je vraćaju natrag u tlo. U ljeti sustav radi obratno. O tome će biti još riječi kasnije.

Prvo pogledajmo zašto bismo opće trebali razmišljati o korištenju plitke geotermalne energije.

Koje so prednosti korištenja plitke geotermalne energije?

1. Čist i obnovljiv izvor energije

Sustavi za korištenje plitke geotermalne energije ne stvaraju emisije ugljikovog dioksida. To znači, da prosječna stambena kuća koja koristi takav oblik energije smanjuje svoju emisiju ugljikovog dioksida u atmosferu približno za emisiju ugljikovog dioksida dva automobila godišnje. Za veće zgrade, razlika je još očitija.

2. Pouzdan i siguran izvor energije

Plitka geotermalna energija nije ovisna o Suncu, vjetru ili vremenskim utjecajima, te je na raspolaganju čitavo ljeto. To je ogromna prednost, jer je pouzdanost veliki problem u korištenju nekih drugih oblika obnovljivih izvora, poput Sunca ili vjetra. Osim toga, plitka geotermalna energija i sustav za njeno korištenje sigurni su jer ne postoji rizik od curenja ugljikovog monoksida ili kakve eksplozije.

3. Energija, koja hladi i greje

Iako plitku geotermalnu energiju obično povezujemo s grijanjem, hibridni uređaji je dobro koriste i za grijanje i za hlađenje. To rezultira značajnim uštedama tijekom cijele godine.

4. Učinkovitost i uštede

Dizalice topline i hibridni sustavi obično troše 25 % do 50 % manje električne energije za razliku od većine konvencionalnih sustava za grijanje i hlađenje. I ne samo to, u većim zgradama obično znače i uštedu prostora, jer je oprema za korištenje plitke geotermalne energije manja. Iako su troškovi investicije nešto veći, mjesečni računi za grijanje i hlađenje u prosjeku su niži za 40% do 50%. Kad ovu uštedu povežemo sa sljedećom točkom, jasno je da je to ulaganje koje se isplati i dovodi do dugoročne uštede.

5. Nezahtjevni uređaji, nisko održavanje i dugi životni vijek

Dizalice topline i hibridni uređaji nemaju puno pokretnih dijelova i nalaze se unutar građevine. To znači da su problemi i kvarovi vrlo rijetki. Dizalice topline obično imaju životni vijek najmanje 20 godina, a cijevi često imaju garanciju između 25 i 50 godina.

Hibridni uređaji često imaju automatizirano prebacivanje između zimskog, ljetnog i prijelaznog načina rada, tako da se uređaj sam prilagođava uvjetima i dobu godine.

Kako je s korištenjem plitke geotermalne energije u Hrvatskoj?

Vir: Narodne Novine Karta plitka geotermalna energija – Hrvatska

Ako pogledamo toplinsku kartu potencijala plitke geotermalne energije u Hrvatski, vidljivo je, da je naša država relativno dobro pokrivena, te da nema puno područja, gdje nije moguće koristiti uređaje voda – zrak ili uređaje voda – voda.

Sjeveroistočni dio države pokazuje posebno velik potencijal za učinkovito korištenje geotermalne energije. Mjesto i tlo naše države stoga nisu prepreka, i većinom nude dobre uvjete koje vrijedi iskoristiti.

Kako djeluje sustav koji koristi plitku geotermalnu energiju?

Kod korištenja plitke geotermalne energije, koristimo sustav koji je sposoban:

• grijati, na način da crpi toplinsku energiju ispod površine zemlje, ogrjevnim medijem raspodjeljuje je po cijeloj zgradi, dok ohlađenim medijem prenosi energiju natrag ispod površine zemlje,
• hladiti, na način da crpi rashladnu energiju ispod površine zemlje, rashladnim medijem raspodjeljuje je po cijeloj zgradi, dok zagrijanim medijem prenosi energiju natrag ispod površine zemlje.
• Postignuti optimalnu regeneracijo obnovljivog izvora, što je posebno važno pri većim potrošnjama toplinske energije.

Svaki takav sustav je načelno izrađen iz tri glavna dijela:

• Kolektori, koji s pomoću medija (npr. voda) prikupljaju energiju ispod zemljine površine. Postoji nekoliko različitih vrsta kolektora, koje ćemo u nastavku pogledati.
• Dizalice topline, odnosno hibridni sustavi, u koje se sa kolektora šalje medij, gdje se njegova energija pretvara u korisnu energiju koja zagrijava ili hladi građevinu.
• Distribucijski sustav, koji osigurava ravnomjerno zagrijavanje ili hlađenje zgrade.

Ovisno o načinu prikupljanja energije, sustave za korištenje plitke geotermalne energije dijelimo na zatvorene i otvorene.

Koji sustav je najprikladniji, ovisi o sastavu tla, prisutnosti podzemne vode, tvari u podzemnoj vodi i još mnogo toga.

Otvoreni sustavi koriste podzemnu vodu kao izvor topline, te vodu nakon upotrebe puštaju natrag u zemlju u isti vodeni sloj. To omogućava da za niske troškove iskorištavaju snažan izvor energije. Za upotrebu podzemne vode, potreban je izvor, odnosno sloj podzemne vode, prikladnog kemijskog sastava (nizak udio željeza), i zdenac ili bunar koji dolazi do izvora vode. Podzemna voda, pogodna za upotrebu je između 3 i 14°C, međutim, najprikladnija je „zlatna sredina“.

Zatvoreni sustavi su oni kod kojih medij za prijenos energije cirkulira u zatvorenom krugu i nema kontakta s vanjskim čimbenicima. Medij se zagrijava ili hladi ispod površine zemlje, i ta se energija prenosi na dizalicu topline ili hibridni uređaj.

Zatvoreni sustavi mogu biti horizontalni ili vertikalni.

Horizontalni sustavi su jednostavniji za ugradnju, jer su kolektori ugrađeni blizu same površine, na dubini od 1,5 metara. Cijevi se polažu paralelno, spiralno ili u slojevima. Horizontalni sustavi zahtijevaju veliku površinu, pa su prikladni samo za zgrade koje imaju dovoljno zemljišta. Zemljište ne smije biti u sjeni, jer je sunčeva energija koja zagrijava tlo, važan izvor energije za kolektore.

Vertikalni sustavi koriste konstantnu temperaturu tla. Obično se postavljaju na dubini od 15 pa do 180 metara. Temperatura tla zagrijava ili hladi medij u cijevima, koji tu energiju dalje prenosi na dizalicu topline ili hibridni uređaj. Ovi sustavi su prikladni i za gušće naseljena područja jer im je potrebno vrlo malo prostora. Na odgovarajućoj dubini u pravilu ima dovoljno energije da se zgrada grije ili hladi.

To će biti dovoljno za uvođenje niza članaka o korištenju plitke geotermalne energije. Sljedeći mjesec ćemo detaljnije pogledati rad dizalice topline i hibridnog uređaja i usporediti tipove dizalica topline voda-zrak i voda-voda.

Da li Vam se svidio članak ? Prijavite se na naš “newsletter” i pobrinuti ćemo se da ćete saznati mnogo toga zanimljivoga i korisnoga o obnovljivoj energiji i održivoj gradnji.