ΓΕΩΘΕΡΜΙΑ Η ΘΕΡΜΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΤΗΣ ΓΗΣ ΩΣ ΛΥΣΗ ΣΤΟ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΟ ΠΡΟΒΛΗΜΑ ΤΗΣ ΕΠΟΧΗΣ ΜΑΣ Σχ. Έτος 2013-2014 Α΄ ΤΑΞΗ ΤΜΗΜΑ 3 ΟΜΑΔΑ 3 ΘΕΜΑΤΙΚΗ ΕΝΟΤΗΤΑ: ΠΑΡΑΛΑΒΗ ΓΕΩΘΕΡΜΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

προέρχεται από τις λέξεις « Γαία» και «Θερμός». ΕΙΣΑΓΩΓΗ Γεωθερμική ενέργεια είναι η ενέργεια που προέρχεται από το εσωτερικό της Γης και εµπεριέχεται σε φυσικά επιφανειακά ή υπόγεια ρευστά µε τη µορφή : ατµών, θερµών νερών ή µίγµατα νερών και ατµών ή και αερίων. ΓΕΩΘΕΡΜΙΑ: προέρχεται από τις λέξεις « Γαία» και «Θερμός».

ΕΙΔΗ ΓΕΩΘΕΡΜΙΚΩΝ ΠΕΔΙΩΝ ΚΑΙ ΤΡΟΠΟΙ ΠΑΡΑΛΑΒΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ Ένα φυσικό γεωθερμικό πεδίο είναι συνδυασμός θερμών πετρωμάτων και ύπαρξης νερού που να κυκλοφορεί μέσα σ' αυτά. www.youtube.com/watch?v=A9go9oVZnME

Τα γεωθερμικά πεδία χωρίζονται : στα πεδία "υψηλής ενθαλπίας" (ρευστό άνω των 1500οC μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας και θέρμανση) , και στα πεδία "χαμηλής ενθαλπίας" (ρευστό κάτω των 150 C μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο για θέρμανση ).

Αβαθούς γεωθερμικής ενέργειας ΑΒΑΘΗΣ ΓΕΩΘΕΡΜΙΑ Εκτός από τη γεωθερμική ενέργεια , υπάρχει και η δυνατότητα αξιοποίησης της λεγόμενης Αβαθούς γεωθερμικής ενέργειας (της θερμότητας που εμπεριέχεται μέσα στα πετρώματα και ρευστά με θερμοκρασία μικρότερη από 25°C). Η αρχή της αβαθούς γεωθερμίας είναι εξαιρετικά απλή: Λίγα μέτρα κάτω από την επιφάνεια της γης η θερμοκρασία του εδάφους είναι σταθερή καθ’ όλη τη διάρκεια του έτους και κυμαίνεται από 18 έως 22οC.

Στην αβαθή γεωθερμία μια πλήρης εγκατάσταση αποτελείται κυρίως από τα παρακάτω τμήματα: Α. Γεωθερμική αντλία θερμότητας (ΓΑΘ) Β. Γεωθερμικός εναλλάκτης (γεωεναλλάκτης). Κλειστού κυκλώματος (κάθετοι,οριζόντιοι) Ανοικτού κυκλώματος (γεωτρήσεις, πηγάδια, λίμνες, ποτάμια, θάλασσα). Γ. Σύστημα θέρμανσης/ψύξης εντός του κτιρίου (ενδοδαπέδια-ενδοτοίχια = καλοριφέρ).

Α. ΓΕΩΘΕΡΜΙΚΕΣ ΑΝΤΛΙΕΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ(Γ.Α.Θ) Οι γεωθερμικές αντλίες είναι από τις πιο αποδοτι- κές τεχνολογίες για τη θέρμανση , αλλά και ψύξη κτηρίων. Το ίδιο πλαστικό σύστημα χρησιμοποιείται το καλοκαί- ρι όπως και το χειμώνα. Απλά αλλάζει η κατεύθυνση κίνησης του νερού.

Α. ΓΕΩΘΕΡΜΙΚΕΣ ΑΝΤΛΙΕΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ(Γ.Α.Θ) Το χειμώνα μεταφέρουν τη φυσική θερμότητα της γης στο κτήριο με νερό που κυκλοφορεί σε κλειστούς πλαστικούς σωλήνες που εισάγονται στο έδαφος. Το καλοκαίρι μεταφέρουν τη θερμότητα του κτηρίου στη γη ψύχοντας έτσι το σπίτι.

Β. Γεωθερμικός εναλλάκτης (γεωεναλλάκτης) Κλειστό κύκλωμα εναλλαγής θερμότητας: 1. Οριζόντιοι γεωεναλλάκτες Απαιτούν αρκετό περιβάλλοντα χώρο   Τοποθετούνται σε βάθος από 1 - 3 m από το τελικό έδαφος. -  Μειονεκτήματα -  Απαιτείται μεγάλη επιφάνεια για το στρώσιμο του γεωεναλλάκτη -  Σχετικά μειωμένη απόδοση στην ψύξη  2. Κατακόρυφοι γεωεναλλάκτες απαιτεί μικρή διαμέτρου τρύπα και πολύ μικρή επιφάνεια, Το μέγιστο βάθος της γεώτρησης είναι τα 130 m -  Μειονεκτήματα : -  Υψηλό κόστος επένδυσης -  Εξειδικευμένη εγκατάσταση

Β. Γεωθερμικός εναλλάκτης (γεωεναλλάκτης) +  Πλεονεκτήματα + Σταθερή και υψηλή απόδοση + Απαιτείται μικρή επιφάνεια εδάφους + Υψηλός βαθμός απόδοσης + Ενδείκνυται για ενεργή και παθητική ψύξη  - Μειονεκτήματα - Υψηλό κόστος επένδυσης - Εξειδικευμένη εγκατάσταση - Δυσκολότερη αδειοδότηση  Ανοιχτό κύκλωμα εναλλαγής θερμότητας: Εφόσον υπάρχει εύκολη πρόσβαση στα υπόγεια ύδατα, μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως πηγή θερμότητας λόγω του γεγονότος ότι έχουν μια σταθερή θερμοκρασία μεταξύ 10-18 ° C Το βάθος της υδρογεώτρησης εξαρτάται από την εκάστοτε υδροφορία Για την άντληση του νερού χρησιμοποιείται υποβρύχια αντλία Το σύστημα κατακόρυφου υδατοσυλλέκτη αποτελείται από τουλάχιστον δύο υδρογεωτρήσεις.

Γ. Σύστημα θέρμανσης/ψύξης εντός του κτιρίου Ενδοδαπέδιο & επιτοίχιο σύστημα θέρμανσης/δροσισμού,ψύξη οροφής Μονάδες fan–coils για θέρμανση/ψύξη/αφύγρανση

Γεώτρηση νερού (διαδικασία) Γεωλόγοι και μηχανολόγοι, εκπονούν μελέτη της περιοχής και του χώρου όπου θα πραγματοποιηθεί η γεώτρηση, ενώ παράλληλα προβαίνουν στις απαραίτητες ενέργειες για την έκδοση άδειας. Μελέτη του χώρου και εντοπισμός της ακριβής θέση της διάτρησης. Εξασφάλιση ομαλής πρόσβασης στο χώρο διάτρησης όπου θα στηθούν τα γεωτρύπανα και ο υπόλοιπος εξοπλισμός Η γεώτρηση εκτελείται με τα κατάλληλα μηχανήματα που ονομάζονται γεωτρύπανα.

Γεώτρηση νερού (διαδικασία) Πραγματοποιείται προϋπολογισμός δαπάνης και συμφωνίας του έργου. Η καθαυτό διαδικασία διαρκεί από 1 ως 3 μέρες . Στα πλαίσια μιας γεώτρησης ενδέχεται να πραγματοποιηθούν τσιμεντενέσεις στεγανοποίησης κι ενίσχυσης εδαφών.

Μετά την υδρογεώτρηση ; Μετά την ολοκλήρωση μιας υδρογεώτρησης απαιτείται ο κατάλληλος εξοπλισμός για τη σωστή λειτουργία παροχής νερού. Αυτό επιτυγχάνεται με: Τη διεκπεραίωση διασωλήνωσης, όπου χρησιμοποιούνται δύο δίκτυα σωληνώσεων. Σκοπός : δυναμική συγκράτηση των τοιχωμάτων της διάτρησης που δημιουργεί η γεώτρηση , στεγανοποίηση οι ρωγμών. Τη χαλίκωση γεώτρησης Σκοπός : κάλυψη του κενού που παρουσιάζει ο εξωτερικός προστατευτικός σωλήνας με τα άκρα της διάτρησης. Έτσι επιτυγχάνεται μία προστατευτική ασπίδα ενάντια στα ακατάλληλα ύδατα και έτσι δημιουργείται ένα φυσικό φίλτρο νερού.

Κόστος Γεωθερμίας Το ποσό για την εγκατάσταση ενός συστήματος γεωθερμίας σε μία κατοικία 150 τετ.μ. φθάνει τα 10.000 ευρώ περίπου. Συγκριτικά με ένα συμβατικό σύστημα ψύξης με ηλεκτρισμό και θέρμανσης με πετρέλαιο, η απόσβεση της αρχικής επένδυσης υπολογίζεται ότι θα γίνει στα 5 χρόνια ! (βλ. διάγραμμα) Κόστος Γεωθερμικns Αντλίας θερμότnταs [ΓΑθ] που χρησιμοποιεί νερό από γεώτρηση: 600-1.100 €/kWth Κόστος Γεωθερμικns Αντλίας θερμότnταs [ΓΑθ] που χρησιμοποιεί γήινους εναλλάκτεs: 1.000-1.600 €/kWth Τυπικό κόστος συντήρησης και λειτουργίας: 2-3% Μέσο κόστος εγκατάστα- σnς γεωεναλλάκτη: 300-700 €/kW

Η ΓΕΩΘΕΡΜΙΑ ΣΤΗΝ ΕΛΛΑΔΑ Καθώς ζούμε σε μία χώρα με πλούσιο γεωθερμικό υλικό θα ήταν παράλειψη να μην αναφερθούμε σε αυτή. Οι γεωλογικές συνθήκες στην Ελλάδα ευνόησαν γενικά τη δημιουργία ενός πολύ σημαντικού γεωθερμικού δυναμικού χαμηλής ενθαλπίας. Τα περισσότερα από αυτά τα πεδία βρίσκονται σε περιοχές με ευνοϊκές αναπτυξιακές συνθήκες και ευοίωνες προοπτικές άμεσης εκμετάλλευσης των ρευστών.

ΕΡΩΤΗΜΑΤΟΛΟΓΙΑ (συμπληρωμένα από μαθητές) Πόσους Βαθμούς Κελσίου είναι η θερμοκρασία του Πυρήνα στο εσωτερικό της Γης;   2000 3500 5000 Ποια από τις Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας (ΑΠΕ), είναι η πλέον διαδεδομένη σήμερα και συμβάλλει περισσότερο στην προστασία του κλίματος της Γης; Γεωθερμία Ηλιακοί Συλλέκτες Ανεμογεννήτριες

Ποιο από τα κάτωθι Συστήματα Θέρμανσης θεωρείτε, ότι συμβάλλει περισσότερο στην μείωση των εκπομπών CO2 ;    Ποιο από τα κάτωθι Συστήματα Θέρμανσης θεωρείτε ως το ποιο οικονομικό μακροπρόθεσμα (Φάση κατασκευής και λειτουργίας); Πετρέλαιο Πετρέλαιο Θέρμανσης Φυσικό Αέριο Γεωθερμική Ενέργεια Φυσικό Αέριο Γεωθερμική Ενέργεια

ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΓΕΩΘΕΡΜΙΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ Σχέδιο από τη μαθήτρια Τσιρώνη Αθηνά

ΣΑΣ ΕΥΧΑΡΙΣΤΟΥΜΕ ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΡΟΣΟΧΗ ΣΑΣ ΤΑ ΜΕΛΗ ΤΗΣ ΟΜΑΔΑΣ ΜΑΣ : Τσιρώνη Αθηνά Ραχούτη Δήμητρα Σφήκας Ιωάννης Παναγιώτου Κωνσταντίνα Παναγοπούλου Παναγιώτα Πανάγου Χρυσή