Не секрет, что стоимость энергоснабжения постоянно растет. Экономные домовладельцы могут использовать еще один природный ресурс энергии, который находится буквально у них под ногами. Таким уникальным ресурсом является природное тепло Земли, которое с помощью геотермальных энергетических систем, преобразуется в энергию.

Как это работает?

Земля поглощает почти 50% солнечной энергии, сохраняя сравнительно постоянную температуру – от 10 до 21°C, в зависимости от географического положения той или иной территории. Геотермальная система отопления и охлаждения, включающая подземный замкнутый контур, использует эту постоянную температуру для обмена энергии между домом и грунтом, охлаждая или нагревая здание.

Геотермальное отопление в Шеттлстоне (Глазго).

Геотермальные отопительные системы экономичны и легко монтируются, поэтому все больше архитекторов отдают им предпочтение при проектировании и строительстве новых зданий. В зависимости от типа застройки, одна и та же система может использоваться в нескольких домах или квартирах.

Ярким примером эффективного использования системы геотермального отопления является проект архитектурного бюро John Gilbert Architects в Шеттлстоне (Шотландия), в рамках которого архитекторы использовали сочетание солнечной и геотермальной энергии для отопления 16 домов. В результате расходы на горячую воду и отопления каждого из домов в среднем составили всего 150 фунтов стерлингов (220 евро) в год.

Решение о применении геотермальной энергии было принято, когда специалисты бюро обнаружили в районе строительства брошенную угольную шахту. В результате была разработана система, использующая нагретую воду в угольной шахте для отопления домов. В течение всего года температура воды в шахте не опускается ниже +12°C. Скважина, соединяющая шахту с поверхностью земли, использовалась для подъема теплой воды через прямоточный насос. Насос прокачивает воду через два тепловых насоса, которые поднимают температуру до 55°C. Полученная нагретая вода хранится в тепловом аккумуляторном баке, откуда поступает в радиаторы отопления каждого дома, где есть собственный комнатный терморегулятор и реле-таймер.

Для получения горячей воды, вода из накопителя прокачивается через противоточные змеевики, расположенные в каждом водогрейном баке. Таким образом, вода нагревается до 45°C. Хотя теплая вода из бака уже пригодна для использования, в них были добавлены погружные нагреватели, которые позволяют нагреть воду до более высоких температур, не требуя при этом больших энергозатрат, так как нагрев воды с 45 до 60°C, требует значительно меньше энергии, чем нагрев холодной воды. Возможность жильцов контролировать температуру воды исключает необходимость в дорогих контрольных приборах. Опросы жильцов показали, использование дополнительных электрических нагревателей воды практически не требуется.

В проекте Shettleston использовались также солнечные коллекторы, дополнительно обогревающие аккумуляторный бак, охлаждающийся из-за теплопотерь. Солнечные батареи очень эффективны в летние и осенние месяцы, когда нет необходимости в работе тепловых насосов.

Экономия бюджета и защита окружающей среды

Геотермальные отопительные системы, состоящие из одного компонента, компактны. Благодаря этому свойству жильцы могут эффективно использовать оставшееся жилое пространство. Но еще более привлекательным для владельцев жилья является снижение расходов на отопление, кондиционирование воздуха и горячую воду, которые составляют 40 и более процентов, а зависимости от географического положения и экономических условий. Жители комплекса таунхаусов в Аделаиде (Австралия) для отопления и охлаждения которых используется геотермальная энергия, оценивают общую ежегодную экономию в более чем 125 500 фунтов стерлингов.

Кроме того, при использовании геотермальных технологий на 50-60% уменьшается выделение диоксида углерода (CO2) и на 15% диоксида серы (SO2). По сравнению с традиционными системами, геотермальные отопительные системы расходуют на 30% меньше энергии. Таким образом, в целом уменьшается негативное воздействие жилой застройки на окружающую среду.

В своем Отчете по энергетическим ресурсам за 2001 год Международный энергетический совет (WEC Survey of Energy Resources 2001) представил данные, согласно которым использование геотермальной энергии во всем мире позволяет ежегодно экономить примерно до 26 миллионов тонн нефти, при этом выброс CO2 снижается на 80 миллионов тонн.

Поскольку земля, как губка, впитывает энергию солнца, геотермальная энергия является постоянным, устойчивым источником возобновляемой энергии, доступной в течение всего года, 24 часа в сутки.