Využívanie geotermálnej energie: Nové technológie v oblasti geotermálnych sond
Časopis TZB Haustechnik 
Súčasné technológie umožňujú urobiť v tomto smere výrazný posun. Geotermálna energia predstavuje významný zdroj obnoviteľnej energie s veľkým potenciálom pre udržateľný a ekologicky prijateľný spôsob výroby energie. Teplo z útrob Zeme poskytuje rôznorodé využitie pri výrobe elektrickej energie, vykurovaní a chladení budov či v priemyselných procesoch.
V súčasnosti sa geotermálna energia využíva na celom svete, pričom krajiny ako Island, Nórsko, Nový Zéland a Keňa patria v tomto smere medzi lídrov. Island využíva geotermálnu energiu na pokrytie takmer 90 % svojej energetickej potreby, čo poukazuje na efektívne využitie tohto zdroja. Okrem výroby elektriny sa geotermálna energia využíva v mnohých regiónoch sveta aj na klimatizáciu a vykurovanie, čím prispieva k znižovaniu emisií skleníkových plynov.
Jednou z hlavných výhod geotermálnej energie je jej nízka environmentálna stopa. Pri využívaní geotermálnej energie sa minimalizujú emisie skleníkových plynov a iných znečisťujúcich látok, čo prispieva k ochrane životného prostredia a pomáha v boji proti klimatickým zmenám. Navyše, geotermálna energia je spoľahlivá a dostupná nepretržite, čo z nej robí stabilný zdroj energie, a súčasné technologické inovácie v oblasti geotermálnej energie umožňujú čoraz efektívnejšie využívanie tohto zdroja.
Nové metódy vŕtania vrátane horizontálnych vŕtacích techník a technológie s nízkou hladinou hluku zvyšujú efektivitu a znižujú náklady na využívanie geotermálnej energie. Okrem toho vývoj tepelných čerpadiel umožňuje účinnejšie využívanie geotermálnej energie na vykurovanie a chladenie domov a komerčných budov.
Využitie zemného tepla na vykurovanie a chladenie
Pri využívaní tepla zo Zeme cirkuluje teplonosné médium cez rúry uložené vertikálne, radiálne a horizontálne. Médium preberá teplo zo Zeme a odovzdáva ho tepelnému čerpadlu, ktoré takto získanú energiu využíva na vykurovanie.
Systémové riešenia na využitie zemného tepla na vykurovanie a chladenie s použitím tepelného čerpadla predstavuje napríklad systém Raugeo od Rehau. Kombinácia s plošnými systémami, ku ktorým patrí podlahové vykurovanie, stropné chladenie alebo temperované betónové jadro, je pre tento systém optimálna vzhľadom na stabilné teploty v primárnom systéme (geotermika) aj v sekundárnom systéme (napríklad BKT). Celoročné teploty média oscilujú spravidla len medzi 0 až 15 °C v primárnom okruhu a medzi 16 až 30 °C v odovzdávacom systéme pri chladení a vykurovaní.
Primárnemu okruhu vo variante vyhotovenia PE-Xa však nerobia problém ani teploty vyššie ako 50 °C v prípade, že by sa solárna energia využívala napríklad na podporu regenerácie geotermického systému.
Geotermálne sondy
Geotermálne sondy sú jednou z najefektívnejších metód využitia zemného tepla. Zvyčajne sa umiestňujú do hĺbky 100 až 150 metrov, aby mohli spoľahlivo využívať konštantnú teplotu vo väčších hĺbkach Zeme. Pri takýchto aplikáciách je dôležité postarať sa o maximálnu bezpečnosť a životnosť primárneho okruhu najmä pre finančnú náročnosť investície.
Sonda Raugeo PE-Xa green predstavuje novinku vo vývoji geotermálnych sond. Je vyrobená z mimoriadne odolného polyetylénu, ktorý je zosieťovaný, čo zvyšuje jeho pevnosť. Oproti bežným materiálom ako PE alebo PE-RC má PE-Xa výrazne vyššiu odolnosť proti napäťovým trhlinám a bodovému zaťaženiu, čo zabezpečuje dlhšiu životnosť sondy (FNCT > 20 000 h).
Sonda má zároveň zdrsnenú vonkajšiu vrstvu, ktorá spolu s výplňovým materiálom zabezpečuje tesnosť celého vrtu a optimalizáciu prenosu tepla. Pri jej využívaní platí záruka až 10 rokov, čo potvrdzuje spoľahlivosť tohto produktu.
Možnosti použitia sú na:
- kúrenie a chladenie v spojení s tepelným čerpadlom,
- free-cooling (pasívne chladenie obytných priestorov),
- nenamŕzanie voľných plôch, napríklad vyhrievanie mostov a rámp,
- akumuláciu tepla v zemi, napríklad v kombinácii so solárnymi zariadeniami,
- optimálne na kombináciu s plošným vykurovaním a chladením alebo na temperovanie betónového jadra.
Vývoj nových technológií v oblasti geotermálnych sond prispieva k zvyšovaniu efektívnosti a bezpečnosti využívania geotermálnej energie. Geotermálne sondy sú dôležitým krokom vpred pre celé odvetvie a sľubujú pokrok vo využití zemného tepla pri výrobe energie.
Budúcnosť využitia geotermálnej energie
Budúcnosť využitia geotermálnej energie je sľubná – dopyt po obnoviteľných zdrojoch energie rastie a súčasne sa zlepšujú aj technológie. Ďalší výskum a vývoj v tejto oblasti by mohli viesť k efektívnejšiemu využívaniu geotermálnej energie v širšom zábere. Zároveň podpora zo strany vlád a medzinárodných organizácií by pomohla väčšej expanzii geotermálnej energie ako hlavného zdroja energie.
TEXT: Článok vznikol v spolupráci so spoločnosťou Rehau
FOTO: Rehau, iStock
