Геотермальна енергія - Теплові поради

Презентація

Геотермальна енергія, як свідчить її етимологія, - це енергія, що міститься в землі. Це енергія, яка використовується століттями, особливо в галло-римських термальних ваннах. Однак це не найдавніша енергія, приручена людиною, оскільки перша, безсумнівно, це енергія біомаси з контролем вогню.

Існує кілька видів геотермальної енергії. Ми побачимо 3 основні з них, а саме: дуже низька температура, низька температура і. середня/висока температура.

Геотермальна енергія з дуже низькою температурою

Звідки вона?

Низькотемпературна геотермальна енергія походить від сонячної енергії. Дійсно, саме сонячна радіація нагріває перші кілька метрів під землею. Земля має сильну силу інерції, тому температура під землею є більш постійною, ніж її поверхня, а саме між 10 і 20 ° C залежно від сезону (в середньому близько 14 ° C) на глибині 1 м.

Як це використати?

3 типи водозбірних басейнів

Горизонтальний водозбір

Це найпоширеніший тип колекції, оскільки він найменш дорогий. Насправді горизонтальний збір складається з розміщення трубок на відстані від 80 см до 1,2 м від поверхні. На цій глибині температура досить стабільна і коливається лише в сезони від 10 до 20 ° C. Якщо робота виконується під час будівництва будинку, це може мати дуже низьку вартість, оскільки техніка вже на місці. Вважається, що для належного обігріву потрібно від 1,5 до 2 разів більше площі будинку. Якщо є можливість висаджувати речі на поверхню (квіти, газон), над трубками слід уникати дерев і терас. Цей прийом має головний недолік: якщо труби недостатньо поховані і/або потреби в нагріванні занадто великі для поверхні збору, температура землі може впасти до точки замерзання поверхні, спричиняючи смерть. міг посадити вище, включаючи газон.

Вертикальний водозбір

Для цієї технології потрібні два зонди глибиною від 15 до 100 метрів. На цій глибині температура набагато стабільніша, ніж при горизонтальному зборі. Однак буріння дуже дороге, що робить це рішення набагато дорожчим, ніж попереднє. Зонди повинні розташовуватися на відстані не менше десяти метрів. Тому можна встановити такий тип системи на невеликих ділянках землі. Крім того, поверхня не загрожує замерзанням.

Поглинання з підземних вод

Геотермальні колектори на підземних водах, які також називають геотермальними дублетами, працюють за допомогою однієї або двох свердловин.

Коли є лише одна свердловина, вода витягується з підземних вод за допомогою насоса, після чого її калорії відновлюються завдяки теплообміннику теплового насоса і вода скидається в потік або річку (коли це дозволяють норми). Справді не можна скидати охолоджену воду в тому ж місці, інакше вода, яка буде перекачуватися, також охолоне, що значно зменшить продуктивність установки.

Інше рішення (найпоширеніше) полягає у встановленні другого зонда, що подає на той самий рівень води, але на відстані декількох метрів від першого. Таким чином, температура перекачуваної води буде збережена, а також кількість підземних вод з рівня води, що є рідкісним товаром.

Який ПКК у яких ситуаціях?

Короткий огляд можливих рішень теплових насосів залежно від конфігурації (керівництво теплового насоса Ademe)

Переваги

Технологія добре підходить для приватних осіб
Продуктивність установки цікава, особливо у випадку з вертикальними колекторами (на землі або поза землею)

Недоліки

Інвестиції великі
Ризик забруднення існує, зокрема, при теплових насосах із прямим розширенням
Споживання електроенергії тепловим насосом не є незначним (близько 30% виробництва опалення)
Ми знаходимо всі недоліки теплових насосів (надійність, шум тощо)

Канадська криниця

Канадська (або прованська) свердловина - це повноцінна геотермальна технологія, яка відновлює калорії з землі за допомогою теплообмінника, який передає їх у повітря, що вдувається в будинок. Більше інформації про канадські свердловини ви можете знайти тут

Низькотемпературна геотермальна енергія

Звідки вона?

Геотермальна енергія з низькою температурою знаходиться на глибинах від кількох сотень до кількох тисяч глибин. На цій глибині лише сезонні зміни температури впливають і мінімально. Ви можете знати, що ядро Землі - це величезна, надзвичайно гаряча маса магми. Тому завдяки йому існує низькотемпературна геотермальна енергія. Дуже важливим поняттям є поняття градієнта температури. За підрахунками, на кожен кілометр ближче до центру Землі ми отримуємо 3 ° C. Градієнт температури - це відстань, яку потрібно збільшити на 1 ° C. Ви також повинні знати, що залежно від типу надр градієнт температури буде різним. Це означає, що між двома різними зонами, на одній і тій же глибині, температура буде різною.

Геотермальна енергія з низькою температурою становить від 30 ° C до 100 ° C. Водоносні шари ідеально підходять для низькотемпературної геотермальної енергії, оскільки їх градієнт температури низький. Франція добре наділена цим типом надр, зокрема паризьким водоносним басейном.

Як це використати?

Низькотемпературна геотермальна енергія працює за принципом геотермального дублету (вертикальні колектори на рівні води). Температура води досить висока, щоб обійтися без теплового насоса. Дійсно можна опалювати будинки безпосередньо з цією температурою через теплові мережі.

Багато хто цього не знає, але найбільша теплова мережа (у Франції) знаходиться в Парижі і працює саме з низькотемпературною геотермальною енергією. Інші опалювальні мережі працюють з котлами на біомасі або навіть завдяки спалювальним установкам для сміття (це має місце, наприклад, у Нанті, де мережа постачає більшу частину Іль-Больо та головну лікарню).

Переваги

Технологія проста і добре освоєна
У Франції є цікаве низькотемпературне геотермальне поле
Для його експлуатації не потрібен холодоагент
Для установки потрібне невелике споживання електроенергії (лише циркуляційні насоси)
Теплові мережі є природною частиною схем екорайонів, як і котли на біомасі.

Недоліки

Буріння дуже дороге
Деякі регіони Франції менш стурбовані цією технологією (надра можуть бути сприятливими)

Геотермальна енергія з високою/середньою температурою

Звідки вона?

Ви можете знати, що ядро Землі - це величезна, надзвичайно гаряча маса магми. Саме завдяки йому існує високотемпературна геотермальна енергія. Дуже важливим поняттям є поняття градієнта температури. За підрахунками, на кожен кілометр ближче до центру Землі ми отримуємо 3 ° C. Градієнт температури - це відстань, яку потрібно збільшити на 1 ° C. Ви також повинні знати, що залежно від типу надр градієнт температури буде різним. Це означає, що між двома різними зонами, на одній і тій же глибині, температура буде різною.

Ця технологія вимагає особливих ґрунтів, де температура є природно високою (> 150 ° C), особливо це стосується вулканічних районів, де температура надр може зрости на 1000 ° C/100 м. Ось чому геотермальна енергія середньої/високої температури в даний час існує лише у Гваделупі (для Франції). Острів виробляє понад 15 МВт і 90 ГВт-год/рік (6-7% виробництва острова) завдяки своєму заводу в Ла Буйянті та своїм 4 блокам, які все ще розширюються. Інші проекти геотермальних електростанцій вивчаються у французьких заморських департаментах та територіях.

Як це використати?

Переваги

Вироблені повноваження можуть бути значними
Технологія виробництва електроенергії добре освоєна (турбіна/генератор змінного струму)

Недоліки

В даний час лише вулканічні регіони зазнають впливу геотермальної енергії із середньою/високою температурою
Дуже висока вартість буріння
Свердловини повинні бути добре продумані, щоб зберегти ресурс підземних вод і не забруднювати його.

Висновок

Геотермальна енергія - це дуже цікава енергія, оскільки її можна використовувати в декількох масштабах: будинок (геотермальна енергія з дуже низькою температурою, теплові насоси), район (геотермальна енергія з низькою температурою, централізоване опалення) або ціле місто (геотермальна середня/висока температура енергія), Електростанція). Однак у більшості випадків потрібно вживати запобіжних заходів, таких як геотермальні дублети (щоб уникнути забруднення водного шару), горизонтальні водозбірники (щоб уникнути замерзання землі) і взагалі всі теплові насоси, що включають холодоагенти, які є потужними парниковими газами (кілька сотень в рази потужніший за CO2).