Geotermálna energia a jej využitie

Geotermálna energia predstavuje tepelnú energiu naakumulovanú pod zemským povrchom. Patrí k jednej z mála ľudstvom využívaných foriem energie, ktoré nepochádzajú zo Slnka. Geotermálna energia sa pod zemským povrchom nahromadila počas zrodu našej planéty a patrí medzi obnoviteľné zdroje energie. Medzi hlavné spôsoby jej zužitkovania môžeme zaradiť primárne vykurovanie a sekundárne výrobu elektrickej energie.

Využitie termálnej vody

Spôsobov zužitkovania geotermálnej energie na vykurovanie je niekoľko. Konkrétne využitie závisí hlavne od teploty a kvality termálnej vody alebo termálneho prameňa. Termálna voda ja totiž často bohatá na minerály a rôzne iné rozpustené látky. To znemožňuje jej priame napojenie na vykurovaciu sústavu kvôli vysokej pravdepodobnosti zanesenia a upchatia potrubí. Preto sa termálna voda využíva ako primárny zdroj energie a vo vykurovacej sústave prúdi sekundárne teplonosné médium.

V ojedinelých prípadoch, kedy je kvalita a teplota termálnej vody vhodná na priame využitie, je možné ju napojiť na systém vykurovania bez dodatočného výmenníka tepla. Omnoho častejšie je však vykurovacia voda hnaná čerpadlom do výmenníka tepla umiestneného napríklad v zemnom vrte. Tam sa voda ohreje a prúdi do vykurovacej sústavy.

Tepelné čerpadlá

Veľmi častým spôsobom využitia geotermálnej energie sú tepelné čerpadlá. Tie môžu byť typu voda-voda alebo zem-voda. Na rozdiel od využitia termálnej vody cez výmenník tepla, zapojenie tepelného čerpadla umožňuje využívanie aj nízkopotenciálovej energie, teda energie s nižšími teplotami. Teplota pod zemským povrchom dosahuje stabilné hodnoty už v niekoľkometrovej hĺbke aj na miestach bez priameho geotermálneho zdroja. Po vykonaní prieskumných vrtov a overení vhodnosti podmienok sa následne vybudujú vrty, ktoré môžu siahať až do hĺbky 150 m.

V prípade dostupnosti zdroja termálnej vody sa musia vyvŕtať hlbinné vrty. V nich sú následne umiestnené akumulačné potrubia. Ak je použité tepelné čerpadlo typu zem-voda, akumulačná časť čerpadla môže byť umiestnená jednak vertikálne, podobne ako pri type voda-voda, jednak horizontálne. Horizontálne potrubia sa umiestňujú v hĺbke rádovo v metroch, kde sa vytvorí pomerne hustá sieť akumulačných rozvodov.

Výroba elektriny

Výroba elektrickej energie pomocou geotermálnej energie vyžaduje geotermálne zdroje s vyššími teplotami. V prípade, že je dostupný gejzír, z ktorého vychádza priamo para, táto môže byť po odseparovaní vody napojená priamo na parnú turbínu, ktorá poháňa elektrogenerátor. Takto výdatné gejzíry sú však zriedkavé a omnoho častejšie sa geotermálne teplo využíva na ohrev kvapaliny s nízkym bodom varu. Tá sa premení na paru a je následne púšťaná na lopatky turbíny.

Mimo obytných priestorov

Okrem prípravy tepla pre obývané priestory a výroby elektrickej energie sa geotermálne zdroje využívajú napríklad na ohrev chodníkov počas zimy, čím sa zabraňuje ich namŕzaniu. Ďalej sú používané na vykurovanie skleníkov, bazénov a samozrejme aj na rekreačné účely.

Obnoviteľný zdroj energie

Geotermálna energia predstavuje obrovský a hlavne obnoviteľný zdroj energie. Lídrom vo využívaní je, Island, ktorý je charakteristický svojou vysokou geotermálnou aktivitou. V danom ohľade však nezaostáva ani Slovensko, ktoré okrem bohatého rekreačného vyžitia racionálne zužitkováva svoje geotermálne zdroje aj na energetické účely.