ΓΕΩΘΕΡΜΙΑ
Γεωθερμική ενέργεια είναι η αποθηκευμένη ενέργεια, με τη μορφή θερμότητας, κάτω από την επιφάνεια της γης. Η γεωθερμία στηρίζεται στο γεγονός ότι η θερμοκρασία του υπεδάφους διατηρείται σταθερή καθ’ όλη τη διάρκεια του έτους, χωρίς να επηρεάζεται από τις εξωτερικές συνθήκες.
Η γεωθερμική ενέργεια είναι μια ανανεώσιμη, άρα και ανεξάντλητη πηγή ενέργειας, η οποία παρέχεται δωρεάν από τη φύση και είναι φιλική προς το περιβάλλον. Εκμεταλλευόμενοι την σταθερή θερμοκρασία που προσφέρει το υπέδαφος, ανεξαρτήτως εποχής, με τη χρήση γεωθερμικών αντλιών θερμότητας (ΓΑΘ) και δικτύου σωληνώσεων εντός του υπεδάφους, μπορούμε να καλύψουμε τις ανάγκες ενός κτηρίου σε θέρμανση το χειμώνα, δροσισμό το καλοκαίρι και ζεστά νερά χρήσης. Μειώνει το λειτουργικό κόστος της θέρμανσης και ψύξης και αποδίδει καλύτερα με τη θέρμανση δαπέδου, έχοντας τη δυνατότητα να χρησιμοποιήσει ως επιπλέον βοηθητική πηγή ενέργειας, τον ήλιο.
Μεταξύ των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας κατέχει την τρίτη θέση, μετά τα υδροηλεκτρικά και τη βιομάζα. Η γεωθερμία έχει τον υψηλότερο συντελεστή χρήσης/λειτουργίας (45%-90% του χρόνου). Εξαρτάται δηλαδή από καιρικές συνθήκες (άπνοια ή συννεφιά), συγκεκριμένες ώρες της ημέρας (νυχτερινές) ή εποχές του χρόνου (με έλλειμμα βιομάζας). Από την άποψη αυτή, η γεωθερμία μπορεί να λειτουργήσει ως ενεργειακός σταθμός βάσης, αντικαθιστώντας τις ρυπογόνες μονάδες υδρογονανθράκων. Επιπλέον, παρουσιάζει το χαμηλότερο σημερινό και μελλοντικό κόστος επένδυσης και λειτουργίας, ενώ έχει μηδαμινό περιβαλλοντικό κόστος, αφού οι περιορισμένης έκτασης υπέργειες εγκαταστάσεις (γεωθερμικές πλατφόρμες) προσαρμόζονται ευχερώς στο τοπίο.
Οι κατηγορίες των γεωθερμικών συστημάτων είναι οι εξής:
ΑΝΟΙΚΤΟ ΓΕΩΘΕΡΜΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ
Αν στην περιοχή που εφαρμόζεται, υπάρχουν πλούσια κοιτάσματα νερού, τότε εφαρμόζεται το ανοικτό γεωθερμικό σύστημα. Στο σύστημα αυτό γίνεται εκμετάλλευση της θερμοκρασίας των υπόγειων υδάτων, μέσω δύο υδρογεωτρήσεων. Από τη μία αντλείται με αντλίες το νερό που κυκλοφορεί στον εναλλάκτη και ονομάζεται υδρογεώτρηση άντλησης και από την άλλη επιστρέφεται το νερό πίσω στον υδροφόρο ορίζοντα αφού έχει γίνει η απαγωγή της θερμότητάς του και ονομάζεται υδρογεώτρηση εμπλουτισμού. Σε περιοχές κοντά σε θάλασσα που υπάρχει υφάλμυρο νερό, μπορεί να χρησιμοποιηθεί αυτό στο γεωθερμικό σύστημα με την επιπρόσθετη τοποθέτηση εξοπλισμού προστασίας από τα άλατα. Αν δε, το σημείο που απαιτείται γεωθερμικό σύστημα γειτονεύει με θάλασσα ή λίμνη μπορεί το νερό να αντληθεί από εκεί με κυκλοφορητές. Αυτό το σύστημα αν και είναι οικονομικότερο κατασκευαστικά και έχει ελάχιστες απαιτήσεις σε χώρο στο οικόπεδο, έχει ανάγκη τακτικής συντήρησης, ανάλογα με την ποιότητα του νερού.
ΚΛΕΙΣΤΟ ΟΡΙΖΟΝΤΙΟ ΓΕΩΘΕΡΜΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ
Σε περιοχές με μικρή υδροφορία, μπορεί να γίνει χρήση της θερμότητας του εδάφους με κλειστό γεωθερμικό σύστημα. Η λειτουργία του είναι παρόμοια με του ανοικτού, με τη διαφορά αντί για σύστημα υδρογεωτρήσεων εφαρμόζεται ένα κλειστό κύκλωμα αγωγών, ο γεωεναλλάκτης μέσα στο οποίο κυκλοφορεί ειδικό διάλυμα νερού με ψυκτικό υγρό το οποίο απορροφά ή αποβάλει θερμότητα ανάλογα με την εποχή. Δύο υποκατηγορίες κυριαρχούν στην περίπτωση του κλειστού συστήματος. Αν υπάρχει μεγάλος χώρος γίνεται εκμετάλλευση του επιφανειακού στρώματος του εδάφους σε βάθος από 1,5 μέχρι 3 μέτρα. Στην περίπτωση αυτή οι σωλήνες του εναλλάκτη διαστρώνονται οριζόντια στο έδαφος και ονομάζεται οριζόντιος γεωεναλλάκτης. Οι σπείρες του σωλήνα πρέπει να τοποθετούνται με συγκεκριμένη απόσταση μεταξύ τους. Η απαιτούμενη έκταση διάστρωσης του σωλήνα υπολογίζεται βάσει των θερμικών και ψυκτικών απαιτήσεων του χώρου.
Αν ο χώρος που θα τοποθετηθεί το γεωθερμικό σύστημα είναι περιορισμένος, οι σωλήνες του γεωεναλλάκτη εφαρμόζονται κάθετα στη γη σε βάθος 30 έως 100 μέτρα και ονομάζεται κάθετος γεωεναλλάκτης.
Η απόδοση του οριζόντιου γεωεναλλάκτη είναι 25-30 w/m.
Περιορισμό μπορεί να αποτελέσει η γεωλογική διαμόρφωση του υπεδάφους.(π.χ. αν είναι ιδιαίτερα πετρώδες). Αυτό το σύστημα είναι το πιο οικονομικό κατασκευαστικά, γι’ αυτό και εφαρμόζεται πιο συχνά σε σύγκριση με τα άλλα δύο, με την προϋπόθεση ότι ο χώρος του οικοπέδου επαρκεί.
ΚΛΕΙΣΤΟ ΚΑΤΑΚΟΡΥΦΟ ΓΕΩΘΕΡΜΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ
Όταν ο χώρος του οικοπέδου δεν επαρκεί για οριζόντιο γεωεναλλάκτη ή η σύσταση του υπεδάφους δεν βοηθάει στην δημιουργία αυτού, εφαρμόζεται ο κατακόρυφος γεωεναλλάκτης . Η κάθε γεώτρηση έχει βάθος 70-100m. Η απόσταση μεταξύ των γεωτρήσεων δεν πρέπει να είναι μικρότερη από 5m, ώστε να μην παρουσιαστεί τοπικά θερμικός κορεσμός του υπεδάφους. Το πλήθος των γεωτρήσεων εξαρτάται από την απαιτούμενη ισχύ της εγκατάστασης. Ο κάθε κατακόρυφος γεωεναλλάκτης έχει μέση απόδοση 40-50w/m.
Ανάλογα με τη λειτουργική πίεση οι σωλήνες που χρησιμοποιούνται σε αυτό το σύστημα είναι οι AQUAFLEX (PE80 ή PE100).
