Geotermia jako odnawialne z
ródło energii
 Geotermia jako odnawialne z
ródło energii
Roman Schefke
Centrum Odnawialnych y
ródeł Energii
Wydział Melioracji i In\
ynierii Åšrodowiska
Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu
C.O.y
.E.
Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Geotermia jako odnawialne z
ródło energii
Energia geotermalna
to naturalna energia wnętrza Ziemi zakumulowana w gruntach, skałach
i płynach wypełniających pory i szczeliny skalne w skorupie
ziemskiej.
Ciepło wnętrza Ziemi jest częściowo ciepłem pierwotnym, które
powstało w czasie formowania się naszej planety, a częściowo jest
ciepłem pochodzącym z rozpadu pierwiastków promieniotwórczych.
Temperatura wewnątrz Ziemi zmienia się wraz z głębokością i na
gÅ‚Ä™bokoÅ›ci 100 km wynosi ok. 930 ºC, osiÄ…gajÄ…c w jÄ…drze Ziemi ok.
6 000 ºC.
Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Geotermia jako odnawialne z
ródło energii
Zasoby energii geotermalnej dzielimy na:
geotermia hydrotermiczna i geotermia petrotermiczna.
Zasoby hydrotermiczne  to woda, para lub mieszanina
parowo-wodna występujące w szczelinach skalnych,
\
yłach wodnych lub w warstwach wodonośnych. Zasoby
te sÄ… wykorzystywane obecnie
Zasoby petrotermiczne  to ciepło zmagazynowane w
warstwach skalnych i majÄ… znaczenie perspektywiczne
Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Geotermia jako odnawialne z
ródło energii
Z uwagi na sposób wykorzystania wyró\
niamy:
GeotermiÄ™ wysokiej entalpii (wysokotemperaturowÄ…) 
GWE
(umo\
liwia bezpośrednie wykorzystanie ciepła ziemi,
którego nośnikiem jest woda, para, gaz i ich mieszaniny
wypełniająca puste przestrzenie skalne)
GeotermiÄ™ niskiej entalpii (niskotemperaturowÄ…)  GNE
(wykorzystanie ciepła ziemi wymaga zastosowania pomp
ciepła jako urządzeń wspomagających, ciepło ośrodka
skalnego (gruntu), stanowi dla pompy ciepła tzw.  dolne
z
ródło ciepła )
Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Geotermia jako odnawialne z
ródło energii
GWE
Naturalne systemy geotermalne  nośnikiem ciepła
geotermalnego są zwykle wody zło\
owe, które
przewa\
nie jako solanki o ró\
nym stopniu stÄ™\
enia
wypełniają pory i szczeliny skał.
Wody te są wydobywane a ciepło jest z nich odbierane,
schłodzona woda jest zwracana z powrotem do zło\
a
Sztuczne systemy geotermalne - sÄ… to instalacje gdzie
ciepło jest pobierane z suchych ale gorących skał
poprzez wodę, którą wtłacza się do niej otworami.
Suche gorące skały muszą być szczelinowate lub porowate
i powinny być przepuszczalne.
Gdy ich charakterystyka ta jest nieodpowiednia poprawia
się ją przez ró\
ne zabiegi (np. szczelinowanie, wybuchy)
Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Geotermia jako odnawialne z
ródło energii
Wykorzystanie GWE:
- do produkcji energii elektrycznej,
- do ogrzewania,
- w przemyśle,
- w ogrodnictwie,
- w rolnictwie,
- w hodowli ryb,
- w balneologii
- w rekreacji.
Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Geotermia jako odnawialne z
ródło energii
Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Geotermia jako odnawialne z
ródło energii
Instalacje wykorzystujÄ…ce GWE w Polsce
Uzdrowiska wykorzystujące energię z ciepłych z
ródeł:
Cieplice, Duszniki Zdrój, Lądek Zdrój, Ustroń, Konstancin, Ciechocinek,
Iwonicz Zdrój.
Ciepłownie geotermalne:
- Geotermia Podhalańska S.A. (aktualna moc 67,4 MW, moc cieplna
instalacji geotermalnej 38 MW) - www.geotermia.pl
- Geotermia Pyrzycka Sp. z o.o. (aktualna moc 54,8 MW, moc cieplna
instalacji geotermalnej 13,5 MW)  www.inet.pl/geotermia
- Geotermia Mazowiecka S.A. (aktualna moc 7,3 MW, moc cieplna
instalacji geotermalnej ok. 2 MW)  www.geotermia.com.pl
- Geotermia Uniejów Sp. z o.o. (aktualna moc 5,7 MW, moc cieplna
instalacji geotermalnej 2,4 MW)  www.geotermia-uniejow.pl
oraz w Słomnikach i Stargardzie Szczecińskim
Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Geotermia jako odnawialne z
ródło energii
ZASOBY ENERGII GEOTERMALNEJ
w Województwie Wielkopolskim
Wg. oceny dokonanej przez zespół pod kierownictwem
prof. Sokołowskiego (2005r) prawie ka\
da gmina,
znajdująca się w obrębie woj. Wielkopolskiego
posiada dobre warunki do zagospodarowania
energii geotermalnej
Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Wg. opracowania udostępnionego przez WBPP
Geotermia jako odnawialne z
ródło energii
obszar woj. przynale\
ny do okręgu
szczecińsko-łódzkiego o powierzchni
17 420 km² posiada zasoby równe 731
640 mln. mł wody, czyli 4 285 mln. tpu
obszar woj. przynale\
ny do okręgu
przedsudecko-północnoświętokrzyskiego
o powierzchni 8 730 km² posiada zasoby
równe 34 920 mln. mł wody, czyli 227
mln. tpu
obszar woj. przynale\
ny do okręgu
pomorskiego o powierzchni 3 675 km²
posiada zasoby równe 5 880 mln. mł
wody, czyli 48 mln. tpu
Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
obszary perspektywicznego
Geotermia jako odnawialne z
ródło energii
wykorzystania wód termalnych
woj. wielkopolskiego
Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Geotermia jako odnawialne z
ródło energii
ż 47, Ust. 4 Prawa geologicznego stanowi:
informacja geologiczna, do której prawa przysługują
Skarbowi Państwa, z wyłączeniem próbek
geologicznych, podlega nieodpłatnemu wykorzystaniu
w celu:
- wykonania zadań własnych jednostek samorządu
terytorialnego,
Ust. 4a mówi:
- informacja geologiczna, o której mowa w ust. 4., jest
udostępniana zainteresowanym podmiotom na ich
wniosek zaakceptowany przez Skarb Państwa
Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Geotermia jako odnawialne z
ródło energii
Geotermia niskiej entalpii (niskotemperaturowa)  GNE
W warunkach polskich, określonych przez Prawo geologiczne i
górnicze, z
ródłem ciepła geotermalnego niskiej entalpii są
wierzchnie warstwy gruntu i znajdujÄ…ce siÄ™ w nich wody gruntowe o
temperaturze do + 20 ºC, mierzonej przy wypÅ‚ywie z otworu
wiertniczego, ta temperatura została przyjęta jako granica pomiędzy
wodami termalnymi i niskotemperaturowymi.
W literaturze światowej i w praktyce innych krajów jako wartość
granicznÄ… niskotemperaturowych z
ródeł geotermalnych przyjmuje
siÄ™ powszechnie temperaturÄ™ + 30 ºC i tÄ™ gaÅ‚Ä…z
energetyki określa
siÄ™ mianem geotermii bardzo niskiej entalpii (GBNE).
Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Geotermia jako odnawialne z
ródło energii
Inne dolne z
ródła ciepła:
- powietrze
- ciepło odpadowe (powstające w wielu
technologicznych procesach produkcyjnych)
O większej atrakcyjności gruntu i wód
podziemnych przesądza ich stabilność
temperaturowa i zwiÄ…zana z tym wy\
sza
efektywność energetyczna.
Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Geotermia jako odnawialne z
ródło energii
Pompa ciepła (PC)
 jest urządzeniem, które czerpie rozproszoną energię cieplną z
otoczenia i za pomocą energii  napędowej dostarczanej ze
sprÄ™\
arki podnosi jÄ… na wy\
szy poziom termodynamiczny.
Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Geotermia jako odnawialne z
ródło energii
Schemat działania pompy ciepła
Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Geotermia jako odnawialne z
ródło energii
Obieg termodynamiczny pomp ciepła odbywa się w odwrotnym cyklu
Carnota
Współczynnik efektywności - COP:
COP = T / T - Tu = T / "T
T - temperatura górnego z
ródła ciepła, K,
Tu - temperatura dolnego z
ródła ciepła, K,
T = 50 ºC = 323 K
Tu = 4 ºC = 277 K COP = 323 / 323  277 = 7,02
Tu = 10 ºC = 283 K COP = 323 / 323  283 = 8,08
Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Geotermia jako odnawialne z
ródło energii
Współczynnik
efektywności (COP)
Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Geotermia jako odnawialne z
ródło energii
Dolne z
ródła ciepła
Grunt  kolektory gruntowe
Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Geotermia jako odnawialne z
ródło energii
Dolne z
ródła ciepła
Grunt  kolektory gruntowe
Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Geotermia jako odnawialne z
ródło energii
Budynek Techniczno-Gospodarczy
Wydziału Melioracji i In\
ynierii Åšrodowiska UP w Poznaniu
Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Geotermia jako odnawialne z
ródło energii
Pompa ciepła solanka/woda  kolektor gruntowy sondy pionowe
Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Geotermia jako odnawialne z
ródło energii
Kolektor gruntowy poziomy - płaski
Rodzaj gruntu Moc z kolektora [kW/mb] Minimalny odstęp rur
Suchy, niespójny, piaszczysty 0.010 do 0,012 1,0 m
Wilgotny, piaszczysty 0.012 do 0,015 1,0 m
Gliniasty suchy 0.015 do 0,020 0,8 m
Gliniasty mokry 0.020 do 0,025 0,6 m
PrzewodzÄ…cy wodÄ™ gruntowÄ… 0.025 do 0,035 0,5 m
Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Geotermia jako odnawialne z
ródło energii
Kolektor gruntowy poziomy  spiralny
Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Geotermia jako odnawialne z
ródło energii
Wody powierzchniowe  staw
Staw lub jezioro mogą być doskonałym z
ródłem ciepła. To
Staw lub jezioro mogą być doskonałym z
ródłem ciepła. To
rozwiązanie jest najtańsze od strony inwestycji i
rozwiązanie jest najtańsze od strony inwestycji i
jednocześnie bardzo wydajne.
jednocześnie bardzo wydajne.
Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Geotermia jako odnawialne z
ródło energii
Przebieg zmian temperatur w gruncie w ciÄ…gu roku
Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Geotermia jako odnawialne z
ródło energii
Woda gruntowa
Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Geotermia jako odnawialne z
ródło energii
Pompa ciepła woda/woda  budynek biurowy PRBiM
 HYDROWAT w Rzgowie
Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Geotermia jako odnawialne z
ródło energii
Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Geotermia jako odnawialne z
ródło energii
Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Geotermia jako odnawialne z
ródło energii
Przykład pompy ciepła woda/woda
Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Geotermia jako odnawialne z
ródło energii
y
ródło ciepła  powietrze
(ustawienie zewnętrzne pompy ciepła)
Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Geotermia jako odnawialne z
ródło energii
y
ródło ciepła  powietrze
(ustawienie wewnętrzne pompy ciepła)
Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Geotermia jako odnawialne z
ródło energii
Budynek mieszkalny 300 m², moc grzewcza 18 kW,
instalacja wewnętrzna ogrzewanie podłogowe + basen
Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Geotermia jako odnawialne z
ródło energii
Ciepło odpadowe  Kanał Elektrowni KONIN
Przetwórnia ryb  Jesiotr Sp. z o.o.
Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Geotermia jako odnawialne z
ródło energii
Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Geotermia jako odnawialne z
ródło energii
Pompa ciepła solanka/woda  budynek przetwórni ryb 
 JESIOTR Sp. z o.o. Konin-Gosławice
Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Geotermia jako odnawialne z
ródło energii
Kanał Elektrowni Konin odprowadza wody z obiegu chłodzącego
elektrowni do Kanału Warta-Gopło
Kanał prowadzi od 20  45 mł/s wody
o temperaturze od +12 do +35 ºC
Zało\
enia: domek jednorodzinny o pow. 100 m²
o zapotrzebowaniu mocy ca. 7 kW
Dobrano pompę ciepła WPF 7 o mocy grzewczej ok. 7 kW
potrzebuje 1,4 mł/h wody geuntowej
51 428 domków
205 714 mieszkańców
Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Geotermia jako odnawialne z
ródło energii
Gromadzenie ciepła w gruncie  schemat instalacji otwartej
a) Ogrzewanie w okresie zimowym b) chłodzenie w okresie letnim
Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Geotermia jako odnawialne z
ródło energii
Mo\
liwości zastosowania pomp ciepła w Wielkopolsce
Kanał Elektrowni Konin odprowadza wody z obiegu chłodzącego elektrowni
do Kanału Warta-Gopło
KanaÅ‚ prowadzi od 20  45 mÅ‚/s wody o temperaturze od +12 do +35 ºC
Zało\
enia: domek jednorodzinny o pow. 100 m² o zapotrzebowaniu mocy ca. 7 kW
Dobrana pompa to WPF 7 o mocy grzewczej ok. 7 kW potrzebuje 1,4 mł/h
Geotermia jako odnawialne z
ródło energii
51 428 domków
205 714 mieszkańców
Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Geotermia jako odnawialne z
ródło energii
Dziękuję za uwagę
[e-mail]
lub
[e-mail]
tel. [phone]
Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego