Технологиите за геотермална енергия използват земната топлина за преки приложения, геотермални топлинни помпи и производство на ел. енергия. Проучванията във всички области на геотермалното развитие помагат за намаляване на разходите и разширяване на използването на тази енергия.

Основи на геотермалната енергия

Геотермалната енергия е топлината, идваща от Земята. Тя е чиста и постоянна. Ресурсите на геотермална енергия се простират от плиткото до горещите води и горещите скали, намиращи се на няколко мили под земната повърхност и даже още по-дълбоко, до изключително високите температури на разтопените скали, наричани магма.

Почти навсякъде плиткият подпочвен слой или горните 10 фута ( около 3 м) от Земната повърхност поддържат постоянна температура между 10° и 16°С. Геотермалните топлинни помпи могат да стигнат до този ресурс за отопляване и охлаждане на сгради. Една система с геотермална топлинна помпа се състои от топлинна помпа, въздухопровод и топлообменна система - система от тръби, заровени в плиткия почвен слой близо до сградата. През зимата топлинната помпа отнема топлина от топлообменната система и я впомпва във входа на въздухопровода. През лятото процесът е обратен и топлинната помпа придвижва топлина от входа на въздухопровода в топлообменната система. През лятото отнеманата от входа на въздухопровода топлина може да се използва и като безплатно средство за топла вода.

Някои геотермални електроцентрали използват парата от резервоара за захранване на турбина/генератор, докато други използват горещата вода за загряване на течността, с която работят, тя се изпарява и после задвижва турбината.

Горещата вода близо до земната повърхност може да бъде използвана директно за отопление. Преките приложения включват отопляване на сгради, отгледжане на растения в оранжерии, сушене на култури, затопляне на вода в рибарници и някои промишлени процеси като пастьоризирането на мляко.

Ресурсите от горещи сухи скали се срещат на 3 до 5 мили (4 до 6 км) навсякъде под земната повърхност, а на някои места и на по-малки дълбочини. Достъпът до тези ресурси включва инжектирането на студена вода в кладенец, циркулирането u през горещите чупливи скали и изкарването на горещата вода от друг кладенец. Засега няма комерсиални приложения на тази технология.

Съществуващата технология също така все още не позволява получаване на топлина директно от магма, която е най-дълбокият и най-мощният ресурс на геотермална енергия.

Технологии

Проучване
Използват се геоложки, геохимически и геофизични техники за определяне на местонахождението на геотермалните ресурси.

Сондиране
Сондирането за геотермални ресурси е било заимствано и пригодено от нефтената индустрия. Развиват се подобрени свредели, сондиране на малки пукнатини, подобрени инструменти и други технологии за сондиране.

Ел. централи със суха пара
Сухата пара е чудесен ресурс, който може да бъде подаван директно в турбина за произвеждане на ел. енергия.

Ел. централи с пара под налягане
Повечето геотермални ресурси с висока температура са във формата на вода под налягане. Централите с пара под налягане "измъкват" повечето от тази вода във формата на пара, а оставащата минерална вода се реинжектира в резервоар.

Двойни ел. централи
Двойните ел. централи предават топлината от геотермалната течност към отделна работна течност, която се кипва до изпаряване и се насочва в турбина за производство на ел. енергия. Двойните ел. централи превръщат в електричество ресурси със средна температура по-ефикасно, отколкото други технологии.

Напреднали технологии за производство на ел. енергия
Технологиите, които ще помогнат да се управляват геотермалните ресурси за максимално производство на ел. енергия, за подобряване на оперативната ефективност на централите и за развиване на нови ресурси като горещите сухи скали и солените води под налягане и магмата.

Директна употреба
Геотермалната гореща вода близо до земната повърхност може да се използва директно за отопляване на сгради и като топлинно снабдяване за множество комерсиални и промишлени нужди. Пряката геотермална употреба е особено благоприятна за оранжерийното производство и аквакултурите.

Геотермални ресурси за пряко ползване
Ресурси за пряко ползване се намират обикновено поради извиране на гореща вода на земната повърхността.

Приложения за пряко използване

Най-очевидното приложение на горещата геотермална вода е да отоплява сгради. Някои отоплителни системи използват геотермалната гореща вода за отопляване на няколко сгради - концепция, известна като квартално отпление. Комерсиалните и промишлените приложения използват геотермална гореща вода за редица приложения, по специално аквакултурата и оранжерийното производство.

Геотермални топлинни помпи

Геотермалните топлинни помпи използват относително постоянната температура на почвената или повърхностната вода като топлинен източник и впадина за топлинна помпа, което осигурява отопляване и охлаждане за сгради.

Технологии

Земни топлинни помпи
Те използват заровена витка или тръбна намотка за обмяна на топлина с почвата във Вашиа двор. Тръбата може да бъде инсталирана в две конфигурации: хоризонтални и верътикални витки.

Водни топлинни помпи
Те използват тръбна витка, потопена в някое близко езеро или язовирче.

Резултати

Разходи
Високите начални разходи за геотермални помпи се уравновесяват от ниските разходи за поддръжка и управляване. За едно ново жилище допълнителното изплащане на ипотечен заем за геотермална помпа обикновено е по-малко от това, което ще спестите от сметките за тока.

Сравнение с други технологии за отопляване
Геотермалните топлинни помпи произвеждат топлина по-ефикасно от фурните, бойлерите и климатиците.

Производство на електричество

Подземните водни или парни резервоари с висока температура, които се отопляват от приливи на магма, могат да бъдат ползвани за производство на електричество. Геотермалното производство на енергия има много по-ниски въздушни замърсявания от конвенционалните енергийни технологии.

Напреднали технологии

Технологиите, които ще помогнат да се управляват геотермалните ресурси за максимално производство на ел. енергия, за подобряване на оперативната ефективност на централите и за развиване на нови ресурси.

Строене на геотермален резервоар.
Техниките за строене на резервоари включват геофизични измервания, проучвания на водния и парен поток чрез резервоарни скали, тестове на резервоарите с трасиращи инжекции и математически модели на резервоарите.

Превръщане на енергия
Редица технологии са в процес на развитие за увеличаване на ефикасността при превръщането на геотермалната енергия в електричество.

Горещи сухи скали
Някои геотермални ресурси, дълбоко под земята, не съсдържат вода и се третират като гореща суха скала. Идеята е да се впомпва вода в резервоар от гореща суха скала и да се извлича нейната топлина.

Магмена енергия
Извличането на топлина директно от магма има потенциала да предостави огромно количество енергия.

Тук може да видите пример за добър проект - От отопление с гориво към отопление с геотермална енергия: Проект "реконструкция и ремонт на отоплителна инсталация на Целодневна детска градина "Св. Анна" - гр. Сапарева Баня"