Zdi se, da so geotermalne toplotne črpalke varčna alternativa običajnim ogrevalnim sistemom. Toda ali je ogrevanje z geotermalno energijo res cenejše in učinkovitejše? Za vas smo povzeli najpomembnejše informacije o tej novi tehnologiji, da boste lahko bolje ocenili stroške in koristi.
Geotermalna toplotna črpalka uporablja toploto v notranjosti Zemlje
V tako imenovani vrtini Kola v sedemdesetih letih je bil izkop prekinjen na globini približno 1200 metrov, ker je bila zemlja tam že ogreta na 180 stopinj Celzija. Glede na naravo tal lahko od deset metrov merimo temperaturo deset stopinj Celzija, od 100 metrov pa okoli dvanajst stopinj Celzija. Kako vroče je v notranjosti Zemlje, lahko le ugibamo, vendar znanstveniki domnevajo, da je v Zemljinem jedru do 6000 stopinj Celzija. Zamisel o uporabi te energije zase je očitna, ko iščemo alternative plinu in nafti. Naši sosedje na severu so pionirji na področju tehnologije in inovacij: na Švedskem je tržni delež geotermalnih toplotnih črpalk v novih stavbah približno 90 odstotkov. To je še posebej povezano s politično podporo obnovljivim virom energije in tržnim spodbudnim programom,ki je toplotnim črpalkam pomagal do preboja od osemdesetih let.
Kako deluje geotermalna toplotna črpalka?
Ogrevanje brez emisij z geotermalno toplotno črpalko deluje po principu, podobnem tistemu, ki se uporablja v hladilniku. Hladilno sredstvo se v tla dovaja v posebnih plastičnih ceveh in tam segreva z uporabo geotermalne energije. To hladilno sredstvo je običajno mešanica slanice in vode, zato strokovnjaki geotermalno toplotno črpalko imenujejo tudi toplotna črpalka slanica in voda. Hladilno sredstvo že izhlapi pri nizki temperaturi deset stopinj Celzija. Naraščajoči plin se dovaja v črpalko in stisne s pomočjo kompresorjev. Geotermalna toplotna črpalka pod tem pritiskom ustvarja uporabno toploto. Pri približno 50 stopinjah Celzija toplota vstopi v ogrevalni sistem preko kondenzatorja. Zdaj kondenzirana hladilna tekočina se skozi ekspanzijske ventile odvede nazaj v zemljo, ki izenačijo raven tlaka, in cikel se začne znova.
Ali si vedel? Z geotermalno toplotno črpalko je mogoče bivalne prostore tudi učinkovito pasivno klimatizirati. Za to so potrebni toplotni izmenjevalnik, trosmerni ventili in obtočna črpalka. Elementi zagotavljajo, da se toplota iz hiše oddaja v zemljo - naravno hlajenje.
Primerjava tehnologije toplotne črpalke
|
tehnologija |
Zračna toplotna črpalka |
Toplotna črpalka za podtalnico |
Geotermalna toplotna črpalka |
|
deluje |
Uporaba zunanjega zraka |
Črpalni vodnjaki in absorpcijski vodnjaki |
Cevi vodijo hladilno sredstvo v tla, |
|
koristi |
Nizka namestitev, |
Nizki stroški ogrevanja zaradi |
Nizki stroški ogrevanja, ugodne tarife za elektriko |
|
pomanjkljivost |
Visoki stroški vzdrževanja in |
Površinsko ogrevanje je potrebno zaradi nizkih temperatur ogrevanja, izgube |
Kakovost tal lahko |
Vgradnja geotermalne toplotne črpalke
Najpomembnejši dejavnik stroškov geotermalne toplotne črpalke je vrsta namestitve za plastične cevi, ki se uporabljajo za proizvodnjo toplote. Lastnikom sta v bistvu na voljo dve metodi: navpično in vodoravno polaganje plastičnih cevi. Navpično položene cevi, tako imenovane geotermalne sonde, so izvrtane čim globlje in odobrene. Pri polaganju v širino se opravi izkop do globine približno enega metra in pol. Tam vodijo cevi v serpentinskih vodih, podobno kot talno ogrevanje. Prav tako je mogoče cevi položiti kot spiralne zbiralnike v plitke košare ali jarke. Glede na globino bo za to morda potrebno gradbeno dovoljenje.
Nadaljnji nasveti za namestitev:
- Čim globlje je vrtina, tem večji je dobiček energije: na meter dosežemo toplotno moč približno 50 vatov.
- Z geotermalnimi sondami lahko vrtate do 200 metrov globoko, smerna vrednost za enodružinsko hišo je približno 100 metrov.
- Geotermalni zbiralniki zavzamejo približno 225 do 300 kvadratnih metrov v enodružinski hiši.
- Vlažna tla lahko spodbujajo absorpcijo toplote, v peščenih tleh je treba zbiralnike načrtovati širše.
- Geotermalne toplotne črpalke lahko popolnoma kombiniramo s solarnimi sistemi. S pomočjo solarnega sistema za shranjevanje lahko svojo elektriko pretvorite v obnovljivo energijo.
Pri ogrevalnih sistemih s toplotno črpalko 75 odstotkov energije prihaja iz okolja.
Stroški razvoja se razlikujejo glede na metodo
Glede na razvoj lahko nastanejo različni stroški geotermalne toplotne črpalke. Če stranka izbere navpično luknjo, se stroški razlikujejo glede na naravo tal in globino. Upoštevati je treba, da je treba pridobiti dovoljenje pristojnega gradbenega organa, zlasti v gosto naseljenih mestnih območjih bo zelo globoko vrtanje redko mogoče. Za namestitev geotermalnih kolektorjev običajno ni potrebno dovoljenje. Čeprav se stroški izkopavanja razlikujejo tudi glede na naravo tal in dostopnost najdišča, ta metoda še vedno predstavlja le približno polovico razvojnih stroškov.
Kako visoki so stroški nabave geotermalne toplotne črpalke?
Stroški nakupa geotermalne toplotne črpalke znašajo med 12.000 in 15.000 evri in se lahko razlikujejo glede na proizvajalca, učinkovitost in model. Pri nakupu geotermalne toplotne črpalke sta še posebej pomembni dve vrednosti: letna vrednost in zmogljivost. Oboje kaže na razmerje med proizvedeno toplotno energijo in porabljeno električno energijo. Številka zmogljivosti je znana tudi kot COP (Coefficient of Performance) in je določena za vsak model. Pomembno je le, če ustreza DIN standardu. Za odločitev o nakupu je veliko bolj pomemben letni faktor učinkovitosti (JAZ), ki kaže ekonomsko učinkovitost v konkretnem primeru namestitve. JAZ, ki ga določijo proizvajalci, je vrednost, ki jo je mogoče doseči le v idealnih pogojih in je običajno med tremi in petimi. To pomeni,da bi lahko na vsako kilovatno uro na leto porabili tri do petkrat več toplotne energije. Tipični JAZ za geotermalno toplotno črpalko je 4,3 do 4,5. En kilovat električne energije lahko proizvede 4,3 kilovata toplote. Vendar te vrednosti ne ustrezajo nujno dejanski učinkovitosti geotermalne toplotne črpalke. Strokovnjak vam lahko natančno pove, ali lahko vaš želeni model geotermalne toplotne črpalke dejansko doseže ta JAZ.ali lahko vaš želeni model geotermalne toplotne črpalke dejansko doseže ta JAZ pri zasnovi.ali lahko vaš želeni model geotermalne toplotne črpalke dejansko doseže ta JAZ pri zasnovi.
Hitri stroški
|
Geotermalne sonde |
okoli 50 evrov / meter |
|
Geotermalni kolektorji |
300 evrov / kilovat ogrevalne zmogljivosti |
|
Stroški pridobivanja |
8.000 evrov - 13.000 evrov |
|
Stroški vzdrževanja |
50 evrov - 100 evrov / na leto |
|
obratovalni stroški |
600 evrov - 900 evrov, odvisno od cene električne energije |
|
Obdobje vračila |
približno 8-11 let |
Možno financiranje
Za kritje stroškov geotermalne toplotne črpalke se lahko odločite za različne subvencijske programe. KfW podpira zlasti obnovo in pretvorbo sistemov za ogrevanje na olje v obnovljive vire energije. Izbirate lahko med posojilom z nizkimi obrestmi ali finančno nepovratnimi sredstvi. Tudi Zvezni urad za gospodarstvo in nadzor izvoza (BAFA) spodbuja nakup visoko učinkovite toplotne črpalke. Tu so možne dotacije za naložbe do 11.000 evrov, odvisno od tega, katero toplotno črpalko izberete. Črpalke, ki delujejo z geotermalno energijo, prejemajo višjo subvencijo kot druge toplotne črpalke. S pametno subvencijo se lahko znatno zmanjšajo stroški geotermalnih toplotnih črpalk.
Kontrolni seznam: pretvorba v geotermalno toplotno črpalko
- Popis: Strukturne zahteve za geotermalno ogrevanje so odločilne za možnost geotermalne energije. Zato se je smiselno predhodno pozanimati o možnosti vrtanja, višini gladine podtalnice in kamnitih plasteh v podtalju. Ob strani obvezno poiščite specializirano podjetje, ki lahko strokovno oceni pogoje na kraju samem.
- Iskanje pravega modela: Kateri model je pravi, je po eni strani odvisno od izolacijskih lastnosti vaše hiše in po drugi strani od zahtevane toplotne moči. Upoštevajte tudi, ali želite uporabiti geotermalno toplotno črpalko s kombinirano zračno toplotno črpalko.
- Razvoj individualnih rešitev: Ko gre za pravilno dimenzioniranje vaše geotermalne toplotne črpalke, igrajo vlogo trije dejavniki: potrebe po ogrevanju hiše, vgrajena toplotna črpalka in geotermalna sonda ali geotermalni kolektorji. Če načrtujete pretesno, vaša črpalka ne bo delovala varčno, ker morate pomagati pri dodatnih vrstah ogrevanja.
- Pridobite ponudbe: Vse večje povpraševanje po obnovljivih virih energije je ustvarilo velik trg. Številni - zlasti severnoevropski - proizvajalci nenehno širijo in izboljšujejo tehnologijo geotermalnih toplotnih črpalk. Lokalna specializirana podjetja so dobro obveščena o takšnih tehnoloških preskokih in vam lahko glede na vaše lokalne okoliščine priporočijo pravi model. Če pridobite več ponudb, ste lahko prepričani, da boste dobili najboljše razmerje med ceno in kakovostjo.
Tu lahko dobite začetne informacije o ogrevanju z geotermalno toplotno črpalko na spletu: