Είναι γνωστό ότι ένα συμβατικό σύστημα κλιματισμού για να λειτουργήσει χρειάζεται ως πηγή ενέργειας το πετρέλαιο ή το φυσικό αέριο, πόροι αρκετά δαπανηροί για τις μέρες μας. Ως εναλλακτική λύση μπορεί να προστεθεί η γεωθερμική ενέργεια για τον κλιματισμό κατοικιών αλλά και μεγαλύτερων κτιριακών  εγκαταστάσεων. Τα πλεονεκτήματα της εν λόγω πηγής ενέργειας είναι πολλά και πολύ σημαντικά δεδομένου ότι είναι μία οικονομική πηγή ενέργειας και δεν επιβαρύνει το περιβάλλον και τη βιοποικιλότητα της εκάστοτε περιοχής όπου εγκαθίσταται.

Ο όρος «αβαθής γεωθερμία» αναφέρεται στην εκμετάλλευση της σταθερής και ανεπηρέαστης από κλιματικές αλλαγές θερμοκρασίας του υπεδάφους ή του υπόγειου υδροφόρου ορίζοντα, η οποία βοηθά στην ανταλλαγή θερμικών και ψυκτικών φορτίων μεταξύ του εδάφους και του κλιματιζόμενου χώρου.  Η θέρμανση του εκάστοτε χώρου επιτυγχάνεται μέσω της απορρόφησης της θερμότητας του υπεδάφους ή του υπόγειου υδροφόρου ορίζοντα και της πρόσδοσης της θερμότητας στο εσωτερικό του κτιρίου, ενώ η ψύξη του κτιρίου επιτυγχάνεται μέσω της απόρριψης της θερμότητας από τον εσωτερικό χώρο του κτιρίου προς το υπέδαφος ή τον υπόγειο υδροφόρο ορίζοντα.

Η γεωθερμία έχει ποικίλες εφαρμογές οι οποίες μπορούν να καλύψουν πλήρως τις ενεργειακές απαιτήσεις για θέρμανση/ψύξη κατοικιών, θερμοκηπίων ζεστό νερό χρήσης, θέρμανση πισίνας για κάθε είδους κτίριο και χρήση αυτού.

Μία έκφανση της αβαθούς γεωθερμίας είναι και τα συστήματα αποθήκευσης ενέργειας. Η αρχή λειτουργίας των συστημάτων αυτών είναι παρόμοια με τα αβαθή γεωθερμικά συστήματα που χρησιμοποιούνται για θέρμανση και ψύξη. Η ανταλλαγή ποσών θερμότητας πραγματοποιείται είτε με ανακυκλοφορία ενός υδάτινου διαλύματος μέσω σωληνώσεων, είτε μέσω άντλησης και επανεισαγωγής του νερού στον υδροφόρο από όπου προήλθε.

Τα συστήματα αποθήκευσης βασίζουν τη λειτουργία τους στην υψηλή θερμοχωρητικότητα και τις θερμομονωτικές ικανότητες του εδάφους. Συνεπώς, το έδαφος ή ο υπόγειος υδροφόρος ορίζοντας μπορούν να δεχθούν υψηλά ποσά θερμότητας, χωρίς να κρίνεται αναγκαία η δημιουργία μεγάλων εγκαταστάσεων.

Η αποθήκευση της ενέργειας πραγματοποιείται τόσο κατά τη περίοδο του  χειμώνα, όσο και κατά τη περίοδο του θέρους και διατίθεται όταν αυτό είναι απαραίτητο, με αποτέλεσμα την πλήρη αξιοποίηση της ενέργειας .

Δεδομένου ότι δε χρησιμοποιούνται συμβατικά καύσιμα για την αποθήκευση θερμότητας, η τεχνολογία αυτή  θεωρείται μία ανανεώσιμη πηγή ενέργειας. Αυτό καθιστά μηδενική την ανάγκη για συμβατικά καύσιμα και περιορίζει τους εκλυόμενους αέριους ρύπους διοξειδίου του άνθρακα στον πρωτογενή τομέα.

Τα συστήματα αποθήκευσης διαχωρίζονται σε δυο βασικές κατηγορίες, στα συστήματα ATES (Aquifer Thermal Energy Storage) που κάνουν χρήση του υπόγειου υδροφόρου και στα συστήματα BTES (Borehole Thermal Energy Storage) που κάνουν χρήση κάθετων οπών. Τα τελευταία αποτελούν την επικρατούσα μορφή των εφαρμογών εξαιτίας της απλής και αξιόπιστης  λειτουργίας τους, επιπλέον δεν απαιτείται ιδιαίτερος έλεγχος, συγκριτικά με τα συστήματα ATES τα οποία έχουν πολύπλοκο σχεδιασμό και απαιτούν ιδιαίτερη προσοχή κατά τον έλεγχο λειτουργίας τους. Ανεξαρτήτως του συστήματος αποθήκευσης, αυτό δύναται να συνδυαστεί με τη χρήση γεωθερμικών αντλιών θερμότητας.

Tα συστήματα ATES

Τα συστήματα ATES (Aquifer Thermal Energy Storage) χρησιμοποιούνται για την αποθήκευση ενέργειας στον υπόγειο υδροφόρο ορίζοντα, σε περιοχές όπου η υδροφορία είναι πλούσια και συνεχής. Τα συστήματα ATES δύναται να χρησιμοποιηθούν τόσο για τη θέρμανση του κτιρίου όσο και για τον παθητικό δροσισμό αυτού. Υπάρχουν διάφοροι τύποι συστημάτων ATES, ανάλογα με την εφαρμογή και τις ιδιαίτερες απαιτήσεις της εγκατάστασης. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν συστήματα άμεσης εκτόνωσης ή συστήματα που κάνουν χρήση γεωθερμικών αντλιών θερμότητας. Τα συστήματα ATES μπορούν να χρησιμοποιηθούν για θέρμανση ή ψύξη των εγκαταστάσεων ή συνδυασμένη λειτουργία θέρμανσης και ψύξης, καθ’ όλη τη διάρκεια του έτους. Το πιο συνηθισμένο σύστημα ATES παρέχει τόσο θέρμανση όσο και ψύξη στην εγκατάσταση.

Τα βασικά χαρακτηριστικά στοιχεία του συστήματος είναι οι υδρογεωτρήσεις. Στην περίπτωση των ATES κάθε γεώτρηση χρησιμοποιείται τόσο ως παραγωγική ή εμπλουτισμού, ανάλογα με την εποχικότητα και τη λειτουργία του συστήματος μεταξύ θέρμανσης ή ψύξης. Κατά τη χειμερινή περίοδο, το θερμό νερό ψύχεται και επιστρέφει στην πιο ψυχρή γεώτρηση, όπου θα αντληθεί αργότερα με στόχο το δροσισμό της εγκατάστασης. Η μέθοδος είναι φιλική προς το περιβάλλον και δεν υπάρχει ο κίνδυνος μόλυνσης του υπόγειου νερού, ωστόσο είναι αρκετά δύσκολο να επιτευχθεί η ψύξη στο κτίριο και να ισοσταθμιστούν τα ενεργειακά φορτία. Απαιτεί ιδιαίτερη τεχνογνωσία στον αυτοματισμό του συνολικού συστήματος.

Στην Ελληνική επικράτεια, η συνηθέστερη θερμοκρασία του υπόγειου νερού δε βρίσκεται χαμηλότερα από τους 12 – 14 βαθμούς Κελσίου, με αποτέλεσμα να είναι αρκετά πιο δύσκολος ο δροσισμός στο κτίριο, σε αντίθεση με τη Σουηδία, [από όπου και ξεκίνησε ο παθητικός δροσισμός κτιρίων] που δεν ξεπερνά τους 8 – 10 βαθμούς Κελσίου.

Τα συστήματα ΒΤΕS

Τα συστήματα BTES (Borehole Thermal Energy Storage), έχουν την ίδια αρχή λειτουργίας με τα συστήματα ATES με τη διαφορά ότι η αποθήκευση θερμότητας πραγματοποιείται στο υπέδαφος και όχι στον υπόγειο υδροφόρο ορίζοντα. Εφαρμόζονται σε περιοχές όπου η υδροφορία είναι περιορισμένη και δεν μπορεί να καλύψει τις ενεργειακές απαιτήσεις της εγκατάστασης. Τα βασικά συστατικά μέρη του συστήματος είναι οι κάθετες οπές και οι εναλλάκτες θερμότητας. Στόχος των συστημάτων είναι η ανακυκλοφορία ενός θερμού υδάτινου διαλύματος μέσα σε κύκλωμα σωληνώσεων που βρίσκονται εγκατεστημένες σε κάθετες οπές με στόχο τη θέρμανση και κορεσμό του υπεδάφους. Κατά αυτόν τον τρόπο, η αποθηκευμένη ενέργεια θα αποδοθεί όταν αυτή απαιτείται για τη θέρμανση του χώρου. Η πιο συνήθης εφαρμογή ενός τέτοιου συστήματος είναι η αποθήκευση της θερμικής ενέργειας στο υπέδαφος από ηλιακά πλαίσια και η απορρόφηση της αποθηκευμένης αυτής ενέργειας κατά τη χειμερινή περίοδο.

Η εξοικονόμηση ενέργειας αλλά και χρημάτων που μπορεί να επιτευχθεί από τα γεωθερμικά συστήματα κλιματισμού είναι αξιοσημείωτη και μπορεί να φτάσει το 55-60% έναντι των συμβατικών συστημάτων θέρμανσης και ψύξης με πετρέλαιο και 45% έναντι του συμβατικού κλιματιστικού. Δεδομένου ότι η απόσβεση της δαπάνης της αγοράς και εγκατάστασης του εξοπλισμού πραγματοποιείται στην πρώτη πενταετία, το σύστημα αυτό κρίνεται αρκετά συμφέρον αλλά και απόλυτα φιλικό προς το περιβάλλον.

.....::::: Μεταδώστε Αυτό το Άρθρο στα Social Media και όχι Μόνο :::::.....