Una de les energies renovables amb més auge en aquests últims anys, ha estat la geotermia (calor de la terra). A pesar que l’energia geotèrmica ha estat utilitzada des de fa segles, és una gran desconeguda, però no per això està freturosa d’un gran potencial. En aquest article, explicarem en què consisteix l’energia geotèrmica, com funciona, quins són les seves aplicacions i quins estalvis energètics podem aconseguir, utilitzant aquesta tecnologia.

Què és l’Energia Geotèrmica?

A diferència de la majoria de les energies renovables, l’energia geotèrmica no té el seu origen principal en la radiació del sol, sinó en la diferència de temperatures que existeix entre l’interior de la terra i la seva superfície.

Per tant, podem definir l’energia geotèrmica com aquella energia emmagatzemada en forma de calor per sota de la superfície de la terra. Engloba la calor emmagatzemada en sòls, roques, aigües subterrànies qualsevol que sigui la seva temperatura , profunditat i procedència.

D’aquesta forma, sabem, que en major o menor mesura, es troba emmagatzemada sota els nostres peus una energia que podem i hem d’aprofitar.

Com Aprofitem l’Energia Geotèrmica de Molt Baixa Entalpia?

A una profunditat de 15 a 20 metres, es considera que el terreny comença a estar a una temperatura constant tot l’any, independentment de la temperatura exterior, amb un valor lleugerament superior a la mitjana anual de la superfície (Per exemple, a Espanya es consideren 15ºC).

Per sota de 20 metres, la temperatura augmenta a raó de uns 3ºC per cada 100 metres de profunditat, a causa del gradient geotèrmic. És a dir, que a mesura que s’aprofundeix, major importància adquireix l’energia procedent de l’interior de la terra i menys la procedent del sol. No obstant això, en les primeres desenes de metres, el sol és una autèntica font d’energia, que no solament escalfa l’escorça terrestre, sinó que escalfa tota l’atmosfera, i per tant l’aigua de pluja que es converteix en una aportació extra d’energia al terreny.

Aquesta energia disponible, la podem aprofitar intercanviant-la amb un fluid caloportador.

Com Captem l’Energia Geotèrmica?

Hem vist fins ara, que disposem d’una font inesgotable d’energia durant totes les èpoques de l’any. Per aprofitar aquesta energia, necessitem sistemes que ens permetin captar-la o cedir-la com a conseqüència del salt tèrmic entre el terreny i el fluid caloportador. També, és possible extreure les aigües subterrànies i aprofitar la seva temperatura. Vegem els sistemes de captació de l’energia geotèrmica:

Captació Horitzontal Soterrada:

Consisteixen la instal·lació d’una sèrie de canonades de polietilè, denominades col·lectors horitzontals, per les quals circula aigua amb glicol (anticongelant). Es necessita que la parcel·la disposi d’una superfície àmplia per poder realitzar l’estesa del circuit a poca profunditat.En aquest sistema, a causa de l’escassa profunditat a la qual s’enterren les canonades (0,6 a 1,5 m), el clima té especial influència. El terreny serveix d’acumulador de l’energia del sol, aportant l’energia geotèrmica un paper secundari.

Captació Vertical amb Sondes Geotèrmiques:

En el cas que la superfície disponible no sigui suficient per executar el sistema anterior, si existeixen canalitzacions en el subsòl, o si la demanda energètica és alta, s’utilitza el sistema de sondes geotèrmiques (col·lectors decalor) en posició vertical a l’interior d’una o diverses perforacions, amb profunditats que poden oscil·lar entre els 25 a 150 metres, i diàmetres de perforació de tan sol 10 o 15 cm.

Té l’avantatge que ocupa poc espai i proporciona una gran estabilitat de les temperatures.

Captació Vertical amb Sondes Geotèrmiques en Pilotis:

Quan per raons de fonamentació i de poca resistència del terreny, es necessita disposar de pilotis, s’aprofiten aquests elements per a la captació de l’energia geotèrmica integrant les sondes en les armadures. Es denominen pilotis energètics.

Té l’avantatge que aprofitem uns elements necessaris en la construcció de l’edificació, amb el quin, no és necessari realitzar sondejos exclusius per a la seva instal·lació.

Captació de Llacs o Rius:

És el sistema més econòmic, ja que no es necessiten realitzar pous ni excavacions. Consisteix a aprofitar rius o llacs que disposin d’aigües termals a una temperatura adequada, introduint directament els captadors, realitzant l’intercanvi tèrmic amb l’aigua i no amb el terreny.

Els sistemes anteriors corresponen a circuits tancats, en els quals el fluid  caloportador que circula per les canonades no està en contacte amb el terreny, ni amb l’aigua, realitzant-se un intercanvi tèrmic entre els mateixos. Ha d’existir una bomba hidràulica en superfície que ha de vèncer la pèrdua de càrrega del circuit.

Existeix un sistema obert, que consisteix en la captació d’aigües subterrànies. Per a això s’extreu aigua fins a la bomba de calor i es retorna a un altre punt del subsòl en una altra perforació diferent. La bomba hidràulica haurà de disposar d’una potència elevada, en haver d’assegurar un cabal suficient per al correcte funcionament de la instal·lació, amb el que l’eficiència del sistema pot ser inferior als sistemes descrits anteriorment, a causa de l’elevat consum elèctric de la bomba.

Com Aprofitem l’Energia Geotèrmica?

Als apartats anteriors, hem explicat en què consisteix l’energia geotèrmica i com la captem. Però falta per desenvolupar la part que més ens interessa a l’hora del funcionament d’una instal·lació geotèrmica de baixa temperatura i les seves aplicacions. Com aprofitem aquesta energia?

Per a això, necessitem un equip que ens permeti absorbir l’energia captada del focus calent i cedir-la al focus fred per al seu aprofitament en calefacció, aigua calenta sanitària i/o climatització. Aquest equip es denomina bomba de calor geotèrmica.

En una bomba de calor aire-aire s’absorbeix energia de l’aire exterior, cedint-ho a l’ambient interior. És el cas de funcionament dels sistemes de VRV o bombes de calor *inverter en funcionament d’hivern. Aquests equips disposen de rendiments molt bons, i són àmpliament utilitzats, però redueixen el seu rendiment (COP i EER) en funció de les condicions ambientals exteriors.

D’igual forma succeeix amb les bombes de calor aerotèrmiques (aire-aigua), que encara que també disposen de rendiments alts, depenen de les condicions climatològiques exteriors per ser més o menys eficients.

Llavors, Quin Avantatge Tenen les Bombes de Calor Geotèrmiques Respecte de les Anteriors? Doncs, si s’ha comprès tot el comentat fins ara, ens adonarem que en disposar d’una temperatura constant durant tot l’any (la del terreny), el rendiment de la bomba de calor geotèrmica no depèn de les condicions exteriors, ja que està absorbint o cedint energia sempre a la mateixa temperatura.

Per tant, la conclusió és que la bomba de calor geotèrmica aigua-aigua és un dels equips de transferència tèrmica més eficients del mercat. Únicament, tindrem el consum de la bomba de *circulador del fluid *caloportador (aigua amb anticongelant) i el compressor. Aquests equips han experimentat, en els últims anys, una gran evolució, obtenint-se COP de fins a 5 i EER de 3,5, per la qual cosa el seu rendiment estacional pot variar entre 300% – 500%.

Estaríem parlant, per tant, d’equips de classe d’eficiència A.

Quines Aplicacions té l’Energia Geotèrmica?

Les aplicacions de l’energia geotèrmica són les següents:

Calefacció de petita i mitjana potencia

Aigua Calenta Sanitària

Piscines

Solc refrescant: a l’estiu, es pot invertir el cicle, absorbint calor de l’interior de l’edifici i cedint-ho al subsòl o a una piscina. Amb això, el sistema de sòl radiant actuarà com a sistema de refresc de l’habitatge o dependències.

Per l’articles publicats en aquesta web sobre eficiència energètica, ens adonarem que la millor opció en qualsevol sistema de bomba de calor amb sistemes de calefacció per aigua, és la instal·lació de calefacció per baixa temperatura (sòl radiant), per obtenir la màxima eficiència. Fins i tot, en combinació amb instal·lacions d’energia solar tèrmica obtindrem importants estalvis energètics i significatives reduccions d’emissions de CO2 amb el que obtindríem una bona qualificació energètica.

Quins Avantatges té l’Energia Geotèrmica?

Energia neta

Energia renovable

Energia Eficient

Energia per a tothom, sota els nostres peus

Energia contínua, a diferència de la solar i l’eòlica

Bombes de calor actuals amb grau d’eficiència elevat

Emissions de CO2 molt inferiors a la resta de combustibles

Costos d’explotació reduïts

Què s’ha de tenir en compte?

És necessari realitzar un estudi de viabilitat econòmica del projecte

Depenent de la magnitud de la instal·lació, es podria necessitar un estudi geotècnic

Cost inicial elevat, sobretot en el cas de captació vertical

Períodes d’amortització mitjans (entre 5 i 7 anys)

Et tramitem la Cèdula d’Habitabilitat + Certificat Energètic per 150 €, aquest preu inclou tots els tràmits i les taxes

Si vols contactar amb nosaltres, envia’ns un mail a info@chitece.com

(informació extreta de instalacionesyeficienciaenergetica.com)