Energia słońca nie jest jedyną energią odnawialną która możemy wykorzystywać jako zamiennik energii konwencjonalnej. Energia z której również możemy czerpać wiele korzyści jest energia geotermalna która swoje zastosowanie znajduję na przykład w pompach ciepła.
Energia geotermalna jest energią pochodząca z przemian zachodzących we wnętrzu Ziemi. Jest zgromadzona w skałach, gruntach i wodach podziemnych. Trzy główne sfery z których zbudowana jest nasza planeta to:
- skorupa ziemska,
- płaszcz (górny i dolny),
- jądro (zewnętrzne i wewnętrzne).
Skorupa ziemska zbudowana jest ze sztywnych skał osadowych, przeobrażonych oraz magmowych. Jej grubość sięga około 5 km pod oceanami oraz ponad 70 km pod kontynentami. Tworzą ją głównie skały zawierające dużo związków krzemu (Si) i glinu (Al). Wraz ze wzrostem głębokości, w skorupie ziemskiej rośnie ciśnienie oraz temperatura.
Płaszcz Ziemi sięga do głębokości około 650 km (górny) i do około 2900 km (dolny). W skład chemiczny płaszcza Ziemi wchodzą tlenki krzemu (SiO2), magnezu (MgO) i żelaza (FeO). Jądro zewnętrzne ma cechy ciała ciekłego natomiast wewnętrzne stałego. W składzie chemicznym dominują pierwiastki metali ciężkich głównie nikiel (Ni) i żelazo (Fe). We wnętrzu Ziemi panuje bardzo wysokie ciśnienie, temperatura osiąga ponad 6000 ºC.
Ciepło znajdujące się we wnętrzu Ziemi można podzielić na ciepło pierwotne które powstało w czasie formowania się naszej planety oraz ciepło pochodzące głównie z rozpadu pierwiastków promieniotwórczych takich jak uran, potas i tor. Wraz z głębokością rośnie temperatura, w jądrze osiąga ona ok. 6000ºC. Ilość ciepła jaka jest zmagazynowana wewnątrz Ziemi to ok. 35 TW, do głębokości 10 km 50 000 – krotnie przekracza ilość ciepła zgromadzonego we wszystkich złożach ropy naftowej i gazu ziemnego na świecie.
Zasoby geotermalne dzielimy na:
-hydrotermiczne,
– petrotermiczne.
Hydrotermiczne zasoby odnoszą się do wody, pary oraz mieszaniny wodno-parowej, występujących w żyłach wodnych, warstwach wodnych o temperaturze 60÷90 ºC lub w szczelinach wodnych o temperaturze 200÷300 ºC. Zasoby te należą do najczęściej wykorzystywanych, wynika to z łatwości pozyskiwania z nich ciepła.
Petrotermiczne zasoby energii mają znaczenie perspektywiczne, zgromadzone są one w gorących warstwach skalnych. Sposób w jaki są one wykorzystywane zależy od temperatury czynnika grzejnego. Jeśli temperatura skał przekracza 120÷150 ºC wtedy opłaca się go wykorzystywać do produkcji energii elektrycznej. W niższej temperaturze czynnik jest wykorzystywany do celów grzewczych, klimatyzacyjnych, rekreacyjnych, balneologicznych oraz do uzyskania ciepłej wody użytkowej.
W zależności od stanu skupienia nośnika ciepła i jego temperatury źródła energii geotermalnej można podzielić na:
– przypowierzchniowe wody gruntowe,
– skały i grunty do głębokości 2500 m, z których ciepło na potrzeby ogrzewania z wykorzystaniem pomp ciepła pobierane jest za pomocą wymienników ciepła, zwanych sondami,
– para wodna, wydobywana za pomocą wywierconych otworów eksploatacyjnych, wykorzystywana jest w elektrowniach do wytwarzania energii elektrycznej,
– ciepłe i gorące wody wgłębne, wydobywane za pomocą
wywierconych otworów eksploatacyjnych,
– gorące skały z których odbiera się ciepło przez wodę która przepływa pod wysokim ciśnieniem przez system szczelin naturalnych lub sztucznych,
– wysady solne, z których odebrane ciepło odprowadzane jest za pomocą solanki lub cieczy obojętnych wobec soli.
Na terenie Polski znajduję się ok. 6500 km3 wód termalnych o temperaturze zawierającą się w przedziale 30÷120 ºC co sprawia, że głównie pozyskuje się je dla energii cieplnej . Najbardziej zasobnymi w wody regionami są grudziądzko – warszawski oraz szczecińsko – łódzki.
Całkowita objętość wód geotermalnych w Polsce wynosi około 6,7·103 km3. Zasoby wód szacuje się na około 34 mld ton paliwa umownego. Ilość energii pochodząca z wnętrza ziemi jest bardzo duża, a jej zasoby nie wyczerpalne. Wykorzystywana jest ona najczęściej dla energii cieplnej. Dla zastosowań powszechny jest ona wykorzystywana dla pomp ciepła. Pompy ciepła są urządzeniami bardzo wydajanymi, działającymi bez względu na pogodę. Są one jednak urządzeniami nadal bardzo drogimi i wymagającymi przystosowania dla nich całej instalacji grzewczej budynku, ponieważ pompy są wykorzystywane do ogrzewania. Najbardziej charakterystyczne dla pomp ciepła jest ogrzewanie podłogowe. Osoby które rozpoczynają budowę domu, mając taką możliwość bardzo często decydują sie na montaż tego urządzenia. Jest ono bowiem dosyć powszechne, istnieje na rynku dłużej niż inne rozwiązania wykorzystania odnawialnych źródeł energii, działa z bardzo dużą sprawnością, a jego montaż przynosi współmierne korzyści.
