La الطاقة الحرارية الأرضية وهو أحد أكثر مصادر الطاقة المتجددة كفاءة. يعتمد على استخدام الحرارة الكامنة داخل الأرض، مما يسمح بتكييف الهواء وتسخين المياه للمنازل والمباني الأخرى. وقد اكتسبت هذه التكنولوجيا شعبية خاصة في منازل الأسرة الواحدة، وذلك بفضل قدرتها على تقليل استهلاك الطاقة والأثر البيئي.
يعتمد مبدأ الطاقة الحرارية الأرضية على حقيقة أنه عندما ننزل إلى باطن الأرض، ترتفع درجة الحرارة. يمكن استخدام هذه الحرارة من خلال أنظمة مختلفة (المجمعات الأفقية أو المجمعات الرأسية أو المجمعات الحرارية) لتشغيل مضخات الحرارة الأرضية. هذه المضخات مسؤولة عن نقل الحرارة من باطن الأرض إلى أنظمة تكييف الهواء والمياه الساخنة المنزلية (DHW) في المباني.
كيف تعمل الطاقة الحرارية الأرضية؟
يتضمن تركيب الطاقة الحرارية الأرضية في منزل لأسرة واحدة وضع مجسات في الأرض، والتي يمكن أن تكون على مستوى سطحي أو عميق، اعتمادًا على الأرض المتاحة واحتياجات المنزل من الطاقة. تمتص هذه المجسات الحرارة الموجودة في باطن الأرض وتنقلها إلى مضخة حرارية أرضية. تعمل المضخة الحرارية على رفع درجة الحرارة أو خفضها حسب طلب المنزل، مما يوفر التدفئة والتبريد والمياه الساخنة.
ومن المزايا الرئيسية للطاقة الحرارية الأرضية أن الأرض تحافظ على درجة حرارة ثابتة طوال العام، مما يجعل هذه التكنولوجيا خيارًا فعالاً للغاية بغض النظر عن الظروف الجوية الخارجية. علاوة على ذلك، فهو أ عملية بيئية التي لا تولد انبعاثات ثاني أكسيد الكربون المباشرة، مما يجعلها واحدة من بدائل الطاقة الأكثر نظافة واستدامة.
توفير حقيقي للطاقة في منزل لأسرة واحدة
بفضل الطاقة الحرارية الأرضية، أ منزل لعائلة واحدة في سوتو ديل ريال (مدريد)، تمكنت من خفض استهلاكها للطاقة بنسبة تصل إلى 70%. استبدل هذا المنزل غلاية الديزل القديمة بمضخة حرارية أرضية دون الحاجة إلى تغيير المشعاعات، مما قلل من تكاليف التركيب. وبهذه الطريقة، لم يتم تحقيق وفورات مالية كبيرة فحسب، بل تم أيضًا تحقيق انخفاض ملحوظ في البصمة الكربونية.
المشروع الذي نفذته الشركة بلينينسر، استحق اعتراف مجتمع مدريد بـ دبلوم التنويه الخاص الأول في جوائز أفضل منشأة للطاقة الحرارية الأرضية في القطاع السكني 2011مما يسلط الضوء على أهمية هذه التكنولوجيا في المجال السكني.
أنواع المجمعات في أنظمة الطاقة الحرارية الأرضية
لتثبيت نظام الطاقة الحرارية الأرضية، من الضروري اختيار النوع الأنسب من المجمعات وفقًا للتضاريس والمساحة المتاحة. الأنواع الرئيسية لهواة الجمع هي:
- المجمعات الأفقية: يتم تركيبها على عمق ضحل (1.5 إلى 4 متر) وتتطلب مساحة كبيرة من الأرض. وهي أرخص، ولكنها أقل كفاءة من الآبار العمودية.
- المجمعات العمودية: وتتكون من آبار يصل عمقها إلى 150 متراً. ميزتها الكبيرة هي أنها تتطلب مساحة أقل وتضمن الاستقرار الحراري الأمثل.
- الالتقاط الحراري: يستخدم المياه الجوفية كسائل لنقل الحرارة. إنه الخيار الأكثر كفاءة، ولكنه أيضًا الأكثر تعقيدًا في التنفيذ، لأنه يعتمد على وجود طبقة مياه جوفية.
ويمكن تكييف كل نظام من هذه الأنظمة مع أنواع مختلفة من المنازل والأراضي، مما يضمن كفاءة تكييف الهواء طوال العام.
الفوائد البيئية والاقتصادية
يمثل تركيب نظام تكييف الهواء بالطاقة الحرارية الأرضية استثمارًا كبيرًا، ولكن يتم استعادته في فترة زمنية قصيرة نسبيًا. وبالإضافة إلى توفير الطاقة الذي يمكن أن يصل إلى 75% مقارنة بالأنظمة التقليدية، فإن العمر الإنتاجي لمنشآت الطاقة الحرارية الأرضية طويل جدًا، حيث يصل إلى 50 عامًا في بعض الحالات.
ومن أبرز الفوائد نجد:
- الحد من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون: نظرًا لأنه نظام يعتمد على الطاقة المتجددة، فإن الانبعاثات تكون صفرًا عمليًا.
- توفير في فاتورة الطاقة: بفضل تخفيض استهلاك الطاقة، من الممكن استرداد الاستثمار الأولي خلال فترة تتراوح من 5 إلى 10 سنوات.
- صيانة منخفضة: لا تتطلب منشآت الطاقة الحرارية الأرضية الاحتراق أو التهوية، مما يقلل من تكاليف الصيانة.
- الراحة الحرارية: توفر درجة حرارة ثابتة للتدفئة والتبريد، مع درجات حرارة مريحة طوال العام.
هل الطاقة الحرارية الأرضية مربحة؟
على الرغم من أن الاستثمار الأولي مرتفعة، وتتراوح بين 15.000 و30.000 يورو اعتمادًا على حجم المنزل واحتياجاته من الطاقة، فإن التوفير الذي يتم الحصول عليه كبير. علاوة على ذلك، تشير دراسات مختلفة إلى أن الطاقة الحرارية الأرضية، مقارنة بمصادر الطاقة الأخرى مثل الغاز أو الكهرباء التقليدية، هي الخيار الأكثر كفاءة واستدامة.
المشاريع الناجحة: مثال على توفير الطاقة
يعد المنزل الذي تبلغ مساحته 250 مترًا مربعًا في سوتو ديل ريال مثالًا واضحًا على كيفية استبدال غلاية الديزل بمضخة حرارية أرضية يمكن أن تولد وفورات تصل إلى 70% في استهلاك الطاقة. ووفقا للبيانات الرسمية، تم دمج نظام تكييف الهواء بالطاقة الحرارية الأرضية في جميع مناطق المنزل، بما في ذلك تكييف الهواء لحوض سباحة بمساحة 70 مترا مربعا.
وهذا النجاح ليس معزولا؛ المزيد والمزيد من المنازل والمباني تختار الطاقة الحرارية الأرضية كحل للطاقة المتجددة. كما تعمل المساعدات والإعانات الحكومية على دفع هذه التكنولوجيا إلى المستقبل.
إن دمج الطاقة الحرارية الأرضية في المنزل لا يؤدي إلى تحسين كفاءة استخدام الطاقة فحسب، بل يزيد أيضًا من قيمة العقار، نظرًا لأنها تقنية تحظى بشعبية متزايدة ويتزايد الطلب عليها في سوق العقارات.
منذ تطبيقها الأول في منازل الأسرة الواحدة وحتى بناء المجمعات، أثبتت الطاقة الحرارية الأرضية أنها واحدة من أكثر البدائل جدوى لانتقال الطاقة نحو مستقبل أنظف وأكثر استدامة. ولذلك، فهو خيار مناسب لأولئك الذين يسعون إلى تحقيق وفورات كبيرة في فاتورة الطاقة الخاصة بهم وتقليل البصمة الكربونية على المدى الطويل.