Geotermální energie

Geotermální energii tvoří teplo obsažené v povrchové vrstvě země. Teplo obsažené v horninách, podzemní nebo povrchové vodě má nízkou teplotu. Základním technologickým zařízením pro využití nízkopotenciálních zdrojů tepla jsou tepelná čerpadla. Při dodání vnější energie do tepelného čerpadla se získává  několikanásobně větší množství použitelného tepla o vyšším potenciálu (teplotě).

Podle charakteru primárního zdroje zemního tepla je možno rozlišovat získávání:

• „Suchého“ zemského tepla – svislými geotermálními kolektory (vrty či plošnými vodorovnými zemními kolektory),
• Tepla mělké podzemní vody - získávané z jímacích studní nebo vrtů o teplotě 8÷12 0C a vracené po odebrání části tepla zpět,
• Tepla termální vody - získávané pomocí hlubokých vrtů o teplotě cca nad 30 0C a vracené do podzemí po vychlazení na teplotu až pod 10 0C.

Suché horniny

Při využívání tepla suchých hornin je odběr tepla realizován uzavřeným systémem, který tvoří buď vhodný vrt (hloubka zpravidla do 150 m), s vloženým výměníkem z plastových trubek, tepelné čerpadlo a sekundární okruh s výstupní teplotou vody do cca 55 až 60 0C, nebo horizontální trubkový kolektor z plastových trubek, uložený pod zemí v nezámrzné hloubce a dále opět tepelné čerpadlo se sekundárním okruhem.

Okolní prostředí je ochlazováno zapuštěným výměníkem z plastových trubek. Množství odebraného tepla závisí na geologických podmínkách, hloubce vrtu, typu nemrznoucí pracovní látky atd.

Při umísťování odběrů tepla ze země je třeba přihlédnout k potenciální možnosti plochy, aby při větším počtu instalovaných odběrů nedocházelo k rychlému prochlazování svrchní části zemské kůry a zároveň ke vzájemnému negativnímu ovlivňování odběrů (snižováním kapacity).

Podzemní voda studená z mělkých vrtů

Tato podzemní voda je jedním z nejvhodnějších zdrojů tepla, vzhledem k její stálé teplotní úrovni (cca od 7 do 12 0C). Voda je čerpána z mělkých vrtů nebo studní a po vychlazení v tepelném čerpadle (cca o 4÷5 0C) vrácena zpět. Předpokladem realizace využití nízkopotenciálního tepla z této vody je dostatečná kapacita vrtu nebo studně a její teplota.

Současně je nutno brát v úvahu, že teplo této vody je získáváno tepelným tokem země a při bilancování kapacit území je současně třeba do bilance zahrnout i teplo odebírané ze suchých hornin v daném území neboť se jedná o teplo ze stejného zdroje.

Povrchovou vodu tvoří jednak vodní toky, jednak voda akumulovaná ve vodních nádržích. Tato voda může být zdrojem nízkopotenciálního tepla, využitelného prostřednictvím tepelných čerpadel. Existují dva způsoby jak jímat teplo. Buď je možno čerpat tuto vodu z povrchového zdroje do výměníku tepelného čerpadla, nebo výměník uložit přímo do vodního prostředí jako zdroje nízkopotenciálního tepla. V případě čerpání povrchové vody je důležitá její filtrace pro zamezení zanášení výměníku tepelného čerpadla. Při uložení výměníku přímo do vodního prostředí je možnost zanášení výrazně nižší a u vodních toků zcela minimální.

Při řešení odběru povrchových vod je nutný souhlas správy vodních toků a splnění řady přísných kritérií.

Podzemní voda teplá z hlubokých vrtů

Jedná se o přírodní podzemní vody o teplotě minimálně 20 0C. Tato voda je získávána hlubinnými vrty.