Dvije su odvojene grane iskorištavanja energije zemlje. Iskorištenjem geotermalne energije koristimo energiju vruće termalne vode, koja se nalazi na manjim dubinama ispod zemljine kore. Iskorištenjem ovoga vida energije ne mislimo se ozbiljnije baviti. Fokusirat ćemo se na iskorištavanje geotermičke energije, gdje koristimo toplinu zemlje za grijanje medija, te povećanjem temperature toga medija toplinskim crpkama na željenu temperaturu.

Manji dio toplinske energije koja neprekidno izlazi iz Zemlje potječe iz potencijalne i kinetičke energije materijala stlačenih pod utjecajem gravitacije, nastalog prilikom stvaranja Zemlje prije oko 4,6 milijardi godina. A veći dio te toplinske energije nastaje raspadom radioaktivnih tvari. Prosječna vrijednost toplinskog strujanja na površini zemlje iznosi 0,06-0,07 W/m2. Temperatura Zemljine kore kontinuirano raste prema Zemljinom središtu za prosječno 0,03 ºC/m. To je dvostruko više od prosjeka kontinenata jer je na našem području debljina zemljine kore upola manja od prosječne (15-25km).

Iz činjenice da temperatura Zemlje raste sa dubinom, zaključujemo da Zemlja sadrži ogromnu količinu energije. Iz termodinamike je poznato da kod nejednolike raspodjele temperature dolazi do unutrašnjih strujanja. Ako kao najgrublji primjer uzmemo samo čvrstu koru Zemaljske kugle, intenzitet toplinskog strujanja, trebao bi biti približnio jednak. U praksi je slika sasvim drugačija, određene geografske strukture imaju potpuno različita toplinska strujanja.

Neposredna iskustva se drastično smanjuju što se dalje od zemljine kore u dubinu. Najdublja aktivna bušotina nalazi se u Južnoj Africi sa svojih oko 4000 metara, dok su najdublje istraživačke bušotine u Oklahomi sa 9500 metara i poluotoku Kola 12000 metara. Zadnja bušotina probila je granitno-bazaltni sloj na dubini od 9000 metara, a najveća temperatura od 180ºC izmjerana je na dubini od 10000 metara.

Dizalica topline niskotemperaturnu energiju, koja se kao takva ne može koristiti, pretvara u energiju više temperaturne razine koja se već može iskorištavati, ulaganjem neke druge, najčešće, mehaničke energije. Dizalice topline iskorištavaju većinom obnovljive izvore energije. Princip rada dizalice topline je isti kao kod običnog hladnjaka. Razlika je samo u temperaturnim područjima termodinamičkog procesa i u obrnutom smjeru korištenja. Za komprimiranje radnog medija postoje kompresorska i neka druga npr. adsorpcijska rješenja. U praksi je najrasprostranjenije rješenje kompresor pogonjenjen elektromotorom, a ponekad se za pogon kompresora koriste motori sa unutarnjim izgaranjem (npr. na plin).

Na svjetskoj razini u ukupnom iskorištenju energije zemlje, toplinske crpke imaju udio oko 13%.

Želite li više informacija?