Κυριακή, 19 Οκτωβρίου, 2025

ΑρχικήΤεχνικά ΘέματαΓεωθερμία χαμηλής ενθαλπίας

Γεωθερμία χαμηλής ενθαλπίας

Η γεωθερμία αποτελεί μια πηγή ενέργειας που είναι διαθέσιμη στη χώρα μας και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για θέρμανση και για παραγωγή ηλεκτρισμού, αλλά μέχρι σήμερα παραμένει ελάχιστα αξιοποιήσιμη.

Άρθρο του κ. Μιχαήλ Γρ. Βραχόπουλου*

Η σημασία της διαθεσιμότητας ενέργειας σε μια περίοδο ολοένα αυξανόμενης ζήτησης, είναι μεγάλη και συνδυάζεται με τη μείωση των συμβατικών καυσίμων (όπως είναι οι υδρογονάνθρακες και πυρηνικά καύσιμα), τα οποία χαρακτηρίζονται και από περιβαλλοντικές, οικονομικές και κοινωνικές επιπτώσεις. Τα παραπάνω οδηγούν σε μια στροφή προς τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας: την ηλιακή, την αιολική, την υδραυλική, τη βιομάζα και τη γεωθερμική ενέργεια.

Είναι ευρέως γνωστό ότι η γεωθερμική ενέργεια είναι ευέλικτη ανανεώσιμη μορφή ενέργειας, ενώ η τεχνολογία εκμετάλλευσής της είναι από τις πλέον ώριμες και περιβαλλοντικά «καθαρές» τεχνολογίες που διαθέτουμε σήμερα. Αυτό επιβεβαιώνεται τόσο από τα διάφορα έργα εκμετάλλευσης (για παραγωγή θερμότητας και ηλεκτρισμού) που λειτουργούν όσο και από τη βιβλιογραφία.

Οφέλη

Η γεωθερμική ενέργεια μπορεί να χρησιμοποιηθεί με δύο τρόπους: για άμεση χρήση της θερμότητας και για παραγωγή ηλεκτρισμού. Η ευκολία μεταφοράς κάνει την παραγωγή ηλεκτρισμού ιδιαίτερα ελκυστική· η θερμοκρασία του εξαγομένου ρευστού, όμως, είναι ο κύριος παράγοντας για την τελική επιλογή χρήσης.
Πηγές χαμηλής μέχρι μεσαίας θερμοκρασίας, που είναι περισσότερες από τις πηγές υψηλής θερμοκρασίας, χρησιμοποιούνται συχνά σε εφαρμογές άμεσης χρήσης της θερμότητας. Κύριος παράγοντας εδώ είναι η εγγύτητα του γεωθερμικού πεδίου, καθώς η θερμότητα δεν μπορεί να μεταφερθεί σε μεγάλες αποστάσεις. Από πρακτική άποψη, η γεώτρηση δεν μπορεί να απέχει περισσότερο από μερικά χιλιόμετρα.

Γεωθερμικές πηγές χαμηλής θερμοκρασίας (20°C έως 90°C) μπορούν να χρησιμοποιούνται για την άμεση θέρμανση οικιακών, αγροτικών (θέρμανση θερμοκηπίων), βιομηχανικών και εμπορικών εφαρμογών. Για τη θέρμανση οικιών πολύ διαδεδομένη είναι η τηλεθέρμανση, κατά τις εφαρμογές της οποίας μεταφέρεται η θερμότητα από ένα κεντρικό σημείο στα διάφορα κτίρια. Ολόκληρες πόλεις στην Ισλανδία, συνοικίες στο Παρίσι κ.ά. θερμαίνονται με αυτό τον τρόπο.
Ένα τυπικό γεωθερμικό σύστημα άμεσης χρήσης αποτελείται από τρία υποσυστήματα, που είναι τα εξής:
α) Η εγκατάσταση παραγωγής, συνήθως μια γεώτρηση, για την προσαγωγή του θερμού νερού στην επιφάνεια.
β) Το μηχανικό σύστημα (σωληνώσεις, εναλλάκτης θερμότητας, συστήματα ελέγχου) για τη μεταφορά της θερμότητας στο σημείο εφαρμογής.
γ) Το σύστημα διάθεσης, η γεώτρηση επανεισαγωγής ή δεξαμενή αποθήκευσης, για να υποδεχθεί το χρησιμοποιηθέν γεωθερμικό ρευστό.
Η τεχνολογία που χρησιμοποιείται είναι η ίδια με αυτή που χρησιμοποιείται μέχρι σήμερα για κοινές εγκαταστάσεις σε συστήματα θέρμανσης, και τα συστήματα παρακολούθησης είναι επίσης τα ίδια. Δηλαδή οι εγκαταστάσεις αυτές μπορούν να υλοποιηθούν και να εποπτευθούν από κάθε έναν θερμικό εγκαταστάτη.
Επίσης, εάν η θερμοκρασία του ρευστού είναι μεγαλύτερη από 75οC, μπορούν να καλυφθούν ανάγκες θέρμανσης,θερμού νερού χρήσης και θερινού κλιματισμού και ψύξης με ιδιαίτερα φτηνή ενέργεια και απολύτως φιλική προς το περιβάλλον. Εδώ επίσης οι εγκαταστάσεις μπορούν να κατασκευαστούν και να εποπτευθούν από τεχνικούς ψυκτικών εγκαταστάσεων και εγκαταστάσεων κλιματισμού.

Παράδειγμα
Από μια γεωθερμική πηγή χαμηλής ενθαλπίας μπορεί να αντλείται γεωθερμικό ρευστό θερμοκρασίας 65-90οC και παροχής 10+m3/h και να οδηγείται σε πλακοειδή εναλλάκτη θερμότητας (συνήθως με πλάκες τιτανίου), από τον οποίο να εξέρχεται σε θερμοκρασία 60 – 85οC και στη συνέχεια να οδηγείται στη γεώτρηση επαναεισαγωγής.
Το γεωθερμικό ρευστό, κατά την όδευσή του προς τη γεώτρηση επανεισαγωγής θα είναι διαθέσιμο για σύζευξη και με άλλους εναλλάκτες θερμότητας, με σκοπό τη διάθεση της θερμικής ενέργειας σε παρακείμενα κτίρια, σε θερμοκήπια ή σε άλλες δραστηριότητες που μπορούν να αναπτυχθούν στην περιοχή, υποβιβάζοντας περαιτέρω τη θερμοκρασία του.

Η θερμότητα που μπορεί να αξιοποιηθεί σε σημερινές εγκαταστάσεις θέρμανσης και θερινού κλιματισμού εξαρτάται από τη θερμοκρασία του ρευστού και τη ροή μάζας, και μπορεί να αξιοποιηθεί σε οικισμούς των 50 οικιών μέχρι κα ισε ολόκληρα χωριά, πόλεις κλπ.
Οι εν δυνάμει χρήσεις είναι ο κλιματισμός εγκαταστάσεων, ο ιαματικός τουρισμός, ξενοδοχειακές ανάγκες, ανάγκες θερμού νερού χρήσης κλπ. Η θερμική ενέργεια του γεωθερμικού ρευστού αξιοποιείται για τηλεθέρμανση ή και τηλεκλιματισμό μέσω του νερού, το οποίο εισέρχεται στο δευτερεύον κλειστό κύκλωμα νερού του εναλλάκτη και οδηγείται στο δίκτυο διανομής.

Οι καταναλωτές συνδέονται στο δίκτυο διανομής της θερμικής ενέργειας με σύστημα έμμεσης σύνδεσης και μέσω επίσης πλακοειδών εναλλακτών θερμότητας, οι οποίοι όμως είναι κατασκευασμένοι από ανοξείδωτο χάλυβα. Το πρωτεύον κύκλωμα του εναλλάκτη θερμότητας συνδέεται στο δίκτυο διανομής, ενώ το δευτερεύον συνδέεται στην εγκατάσταση του κεντρικού κλιματισμού του κτιρίου.
Πιο συγκεκριμένα, σε κάθε κτίριο πρέπει να υπάρχει υποσταθμός που να περιλαμβάνει εναλλάκτη θερμότητας, φίλτρα πρωτεύοντος και δευτερεύοντος δικτύου, μετρητή της θερμικής ενέργειας, βαλβίδα αντεπιστροφής και βαλβίδα ασφαλείας, πίνακα ηλεκτρικών οργάνων, βάνες πρωτεύοντος και δευτερεύοντος δικτύου, εκκενωτικά, ρυθμιστή της διαφορικής πίεσης, προγραμματιστή λειτουργίας, μανόμετρα, θερμοστοιχεία στο πρωτεύον και στο δευτερεύον δίκτυο, καθώς και παροχόμετρα για την μέτρηση των παροχών των δυο κυκλωμάτων.
Μερικά από τα παροχόμετρα είναι δυνατό να είναι θερμιδόμετρα, ώστε να μετράνε άμεσα την προσφερόμενη θερμότητα που διατίθεται στα επιμέρους κτίρια.

Έτσι μέσω των γεωθερμικών πεδίων χαμηλής ενθαλπίας είναι δυνατό να δημιουργηθούν ιδιαίτερα ικανοποιητικές εγκαταστάσεις οι οποίες χαρακτηρίζονται από απλότητα κατασκευής, δημιουργούν θέσεις εργασίας και προστατεύουν το περιβάλλον.

*Ο Μιχαήλ Γρ. Βραχόπουλος είναι καθηγητής του Εθνικού και Καποδιστριακού Πανεπιστημίου Αθηνών (ΕΚΠΑ) και διευθυντής του Εργαστηρίου Ενεργειακών & Περιβαλλοντικών Ερευνών του ΕΚΠΑ.

ΣΧΕΤΙΚΑ ΑΡΘΡΑ

ΤΕΛΕΥΤΑΙΑ ΝΕΑ