Woda i ciepło z wnętrza ziemi – klucz do taniej i stabilnej energii

W przypadku elektrowni, na początku dokonuje się dwóch odwiertów do głębokich wód gruntowych i montuje się rury, które doprowadzają gorącą wodę pod ciśnieniem do turbin. Gdy woda tam dociera i spowalnia, częściowo paruje, napędzając turbiny, a potem jest odprowadzana z powrotem do gruntu drugą rurą. Nowsze systemy nie polegają tylko na parze wodnej, a używają cieczy, które parują szybciej od wody, by te napędzały turbiny po tym, jak woda je nagrzeje. To nowoczesne rozwiązanie pozwala jeszcze lepiej wykorzystywać potencjał energii geotermalnej.

Z produkcją ciepła sprawa jest jeszcze prostsza. W tym przypadku, poza miejscami w których jest duża aktywność geotermalna (np. Islandia), najczęstszym modelem są znane wielu z was pompy ciepła.

Pompy ciepła wykorzystują temperaturę ziemi, aby zimą ogrzewać, a latem chłodzić domy, utrzymując stabilną temperaturę. Woda przepływa przez grunt w zamkniętym obiegu zasilanym przez pompę. Na głębokości około 6 metrów temperatura gruntu pozostaje niemal stała przez cały rok i odpowiada średniej rocznej temperaturze powietrza w danym regionie. W Polsce wynosi ona około 8–10°C. Można powiedzieć, że grunt na tej głębokości zachowuje „pamięć” klimatu – działa jak naturalny termos: latem jest chłodniejszy niż powierzchnia, a zimą cieplejszy, co czyni go idealnym medium do wymiany ciepła w systemach pomp ciepła.

Jeśli dom jest zimniejszy niż grunt, woda nagrzana w gruncie przepływa przez rury i ogrzewa budynek. Następnie schłodzona woda wraca do gruntu, gdzie ponownie się nagrzewa… i cykl się powtarza.

Jeżeli grunt jest zimniejszy od domu, to działa to odwrotnie. Zimna woda przepływa przez dom, schładzając go i nagrzana wraca do schładzającego ją gruntu. W ten sposób zużywa się znacznie mniej energii niż w przypadku alternatyw, gdyż energia wymagana do pompowania wody jest znacznie mniejsza niż energia wymagana do jej podgrzania, albo schłodzenia domu. To oznacza, że jeżeli zasilimy pompę poprzez wykorzystanie paneli fotowoltaicznych, możemy stworzyć praktycznie samowystarczalny energetycznie dom.