Energia pochodząca z planety
Przy temperaturze około 5400 stopni Celsjusza jądro naszej planety jest prawie tak gorące jak powierzchnia Słońca. To ogromne ciepło emitowane z wnętrza Ziemi promieniuje w kierunku powierzchni, i gromadzi się w skałach oraz wodach podziemnych, umożliwiając nam jego wykorzystanie poprzez odwierty wiertnicze. W rzeczywistości z każdym wywierconym w głąb kilometrem temperatura wzrasta o około 25-30°C w większości krajów Europy.
Gdzie i jak wiercimy?
Aby pozyskać energię cieplną z głębi ziemi, konieczne jest najpierw zlokalizowanie wody w tzw. Złożach geotermalnych. Jeżeli porowatość i przepuszczalność zbiornika są dostatecznie wysokie, woda może być wypompowana na powierzchnię w dużych ilościach. Zbiorniki te leżą 1000-3000 metrów pod powierzchnią Ziemi – czyli bardzo głęboko. Musimy przekroczyć kilka warstw podpowierzchniowych, aby dotrzeć do takiej głębokości, włączając w to warstwy zasobów wody pitnej. W celu ochrony wody pitnej, studnia wyposażona jest w obudowane cementem stalowe rury o budowie „teleskopowej”, które są regularnie monitorowane pod kątem ewentualnych wycieków. W sytuacji wykrycia wycieku, operacja zostaje niezwłocznie przerwana, a odwiert zostaje poddany naprawie.
Ciepłownia geotermalna
Ciepłownia geotermalna składa się przynajmniej z dwóch odwiertów podziemnych oraz z instalacji naziemnej, znanej jako ciepłownia lub zakład. W przypadku wierceń stosuje się dwa rodzaje odwiertów: odwiert produkcyjny z którego woda gorąca jest wypompowywana, oraz odwiert zatłaczający do którego schłodzona woda jest ponownie wpompowywana. Odwierty rozmieszczone w złożu w odległości około 1000 metrów od siebie. Konkretna odległość między studniami zależy od różnych czynników podpowierzchniowych, a odwierty są zawsze umieszczone tak, aby zapewnić optymalne warunki ciśnieniowe i temperaturowe w złożu.
Woda geotermalna porusza się w zamkniętym obiegu. Woda pompowana jest poprzez odwiert produkcyjny ciepłowni. Tam ciepło geotermalne przenoszone jest do sieci ciepłowniczej za pomocą wymiennika ciepła, co pozwala na odizolowanie wody geotermalnej od wody w sieci ciepłowniczej. Używana jest również pompa ciepła, która jest odpowiedzialna za utrzymanie odpowiedniej temperatury wody, poprzez pobieranie ciepła z wody geotermalnej. Na końcowym etapie, schłodzona woda geotermalna jest bezpośrednio pompowana z powrotem do podłoża za pomocą odwiertu zatłaczającego. Po około 30 latach złoże ulega lekkiemu ochłodzeniu, w związku z czym konieczne jest przemieszczenie odwiertów o kilka kilometrów, aby umożliwić ponowne nagrzewanie się złoża.
