Místo plynu z Ruska: Jak získat volnou energii domů ze země

Není však nutné se do nich kopat, aby získaly tepelnou energii, protože samotná obyčejná půda je dobře zahřívaná a zachovává stabilní teplotu bez ohledu na počasí nebo období. Tepelná čerpadla používají geotermální energii s nízkou teplotou uloženou hlubokou podzemí pro vytápění a chlazení budov.

Zařízení jsou podobná široce používaným vzduchovým tepelným čerpadlům, která fungují jako klimatizace pomocí ventilátorů a kompresorů k odstranění tepla z letních budov. Na rozdíl od klimatizačních jednotek, tepelná čerpadla také pracují na opačném principu a dodávají teplo v budově, aby je v zimě zahřáli. Potřebují elektřinu k práci, ale mohou ji přijímat ze solárních nebo větrných elektráren a nezávisí na centrální síti.

Když v létě nebo ostře padá teplota vnějšího vzduchu v zimě, měla by vzduchové tepelné čerpadla fungovat intenzivnější, což je činí méně efektivní.

Půdní tepelná čerpadla však obvykle dostávají teplo společně s roztokem založeným na vodě z podzemních jamek, vyvrtaných v hloubce několika desítek metrů nebo speciálních trubek pohřbených těsně pod zemským povrchem, kde je teplota asi 55 stupňů Fahrenheita (13 stupňů (13 stupňů (13 stupňů (13 stupňů (13 stupňů (13 stupňů (13 stupňů (13 stupňů Celsius) celý rok.

V létě naopak ochlazují místnost, odstraňují teplo pod zemí, další zahřívání půdy a skladování energie pro zimu. Díky tomu je v průběhu roku vysoce účinným zdrojem vytápění a chlazení. Teplota 13 stupňů Celsia není tak vysoká, že se lidé v budově cítí pohodlně, ale čerpadla pum a tepelné kapalné roztoky do speciální nádrže, kde si vyměňuje tepelnou energii s kapalným chladivem.

Pak se toto chladivo promění v páru a komprimuje se v důsledku toho jeho teplota stoupá. Jakmile se tento pár stane dostatečně horkým, vstoupí do tepelného výměníku, kde se vzduch zahřívá a poté se přivádí do pokojů standardním systémem vzduchového potrubí. Podle zprávy Ministerstva energetiky USA budou do roku 2035 geotermální tepelná čerpadla schopna v zemi zahřát a ochladit asi 7 milionů domů, zatímco dnes je toto číslo něco přes 1 milion.

Rozsáhlé zavedení technologie sníží špičkové poptávce po 12 GW v létě a 40 GW v zimě, říkají američtí odborníci. To odpovídá vypnutí desítek uhelných nebo plynových elektráren během období vysoké spotřeby.

"Ve skutečnosti nabízejí řešení -efektivní řešení vytápění a chlazení a důvodem, proč je důležité, je to, že velká část spotřeby energie ve Spojených státech a po celém světě se bude zahřívat a ochladit prostory," řekla Laure Boyde, - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - uvedený vedoucí oddělení geotermálních technologií ministerstva energetiky.

Rychlé zavedení technologií pro extrakci geotermální energie narušuje vysoké náklady spojené s vrtáním a položením potrubí pod zemí. Kromě toho možná budete muset nainstalovat nové vzduchové potrubí nebo jiné zařízení. V současné době jsou v USA náklady na instalaci typického systému pro bytový dům 19 000 USD po odpočtu daňových výhod, ačkoli vysoké náklady jsou v průběhu času zabírány v průběhu času.

Ministerstvo energetiky je přesvědčeno, že ke snížení nákladů je nutné vytvářet sítě tepelné energie, ve kterých několik budov společně používá systém vytápění a chlazení. Desítky univerzit po celé zemi již takové sítě nainstalovaly s tepelnými čerpadly. Podle výrobce pampelišky je mnoho geotermálních systémů podobné, ale mezi nimi existují rozdíly.

Někteří používají uzavřený nebo otevřený systém, uzemňovací rybník nebo obrysy s flexibilní cívkou. Existují výhody a nevýhody různých konturových konfigurací pro geotermální vytápění budov. Inženýři pampelišky používají uzavřené systémy, když jsou potrubí ve tvaru U položeny pouze pod jedním domem a nejsou připojeny k žádné externí síti. Považují je pro nejúčinnější a nejbezpečnější možnost pro domácnosti.

Tepelné čerpadlo tak umožňuje upravit teplotu podle potřeby. Namísto použití velkých vrtných rostlin, podobně jako vrtání artéziánských studní, používá Dandelion malé vrtné bouře, které vyvrtají jeden nebo dva hluboké studny s několika centimetry širokými, kde se potom potrubí vaří. Tento systém zabírá méně místa a je namontován za několik dní místo týdnů, což šetří peníze a čas. Další věc je, že mnoho budov lze kombinovat do jedné sítě.

V roce 2024, EverSource Energy zavede do provozu první geotermální oblast ve Spojených státech, spravovaná užitkovou službou, ve Framinghamu, Massachusetts, uvádí Grist. Trubky byly umístěny do studny s hloubkou 600-700 stop (asi 180-215 metrů), kde je teplota půdy neustále 13 stupňů Celsia.

Směs vody a propylenglykolu (doplněk potravin) se valí trubkami a absorbuje geotermální energii, zahřívá a poté vstupuje do 31 obytných a pěti komerčních budov, kde se pro vytápění nebo chlazení používají zcela elektrická tepelná čerpadla. Tento geotermální systém je nesmírně účinný. Má „poměr produktivity“ rovný 6, tj. Každá jednotka energie spotřebovala šest jednotek tepla. Pro srovnání, plynová kamna mají koeficient menší než 1. .

Po instalaci systému bude domov schopen přijímat teplo z roztoku čerpaného zpod nadace, místo aby byl zahříván levným zemním plynem. Stejná zařízení a dokonce i stejné potrubí jako u plynových potrubí se používají k nasazení geotermální sítě - jednoduše namísto plynu čerpají tekutinu. Sítě nevyžadují speciální geologii, takže mohou být nainstalovány téměř kdekoli a postupně propojují oblast v oblasti.

Jedná se o relativně novou technologii, takže náklady na instalaci jsou stále vysoké. EverSource tvrdí, že jeho rozpočet na projekt byl asi 18 milionů dolarů. Přechod z připojení plynu k geotermálnímu vytápění sítě může snížit náklady na elektřinu o 15–20%, odhadované společností Eversource Energy. Nová technologie borobotického startupu ze Švýcarska může snížit náklady na instalaci geotermálních stanic.