Univerziteta u Novom Sadu
Fakultet tehničkih nauka
Inženjerstvo zaštite životne sredine
GEOTERMALNA ENERGIJA – DIREKTNA PRIMENA
Studenti:
Nina Jović 1172
Nemanja Stipić 1177
Nemanja Bikić 1188
Novi Sad, 2012. godina
Geotermalna energija – direktna primena
1
SADRŽAJ:
1. Uvod…………………………………………………............................…. 2
2. Sastav zemljine kore………………………………...........................…
.
3
3. Potencijal geotermalne energije…………………...........................…
.
4
3.1.
Potencijal geotermalne energije u Srbiji
……….......................................
.
6
4. Direktna primena geotermalne energije………..........................…...
.
7
4.1.
Direktna primena geotermalne energije u svetu
…...............................….9
4.2.
Korišćenje geotermalne energije u svetu
…………...........................…..11
5. Geotermalne toplotne pumpe……………………..............………….13
5.1.
Korišćenje geotermalne energije za grejanje
………..........................….16
5.2.
Tipovi instalacija
…………………………………………..................….17
5.3.
Otvoreni sistem
………………………………………..................……...19
5.4.
Zatvoreni sistem
………………………………………………................20
6. Prednosti geotermalne energije……………………………….......…
.
21
7. Nedostaci geotermalne energije………………………………......…
.
22
8. Uticaj geotermalne energije na životnu sredinu……………….....
.
.
23
9. Geotermalna energija u Srbiji……………………………………......
.
.
.25
9.1.
Primeri korišćenja geotermalne energije u Srbiji
……………..................28
10.
Zaključak……………………………………………………………...
.
.29
11.
Literatura……………………………………………………………....
.
30
Geotermalna energija – direktna primena
3
2.Sastav Zemljine kore
Spoljašnja tvrda kora Zemlje debela je od pet do 50 kilometara i sastavljana je od stena.
Sastavi iz unutaršnjeg sloja neprestano izlaze na površinu kroz vulkanske otvore i
pukotine na dnu okeana. Ispod kore nalazi se omotač i on se proteže do dubine od 2900
kilometara, a sačinjen je od spojeva bogatih govožđem. Ispod svega toga nalaze se dva
sloja jezgra – tekući sloj i tvrdi sloj u samom jezgru planeta. Slojevi Zemlje su prikazani na
slici 2.
Spuštanjem kroz spoljašnji sloj Zemlje, tj. koru temperatura raste otprilike 17 °C do 30 °C
po kilometru dubine. Ispod kore nalazi se omotač koji je sastavljen od delimično
rastopljenih stena i temperatura tog omotača je između 650 i 1250 °C. U samom jezgru
Zemlje temperature bi po nekim procenama mogle biti između 4000 i 7000 °C. Budući da
toplina uvijek prelazi sa toplijih delova na hladnije, toplina iz unutrašnjosti Zemlje prenosi
se prema površini i taj prenos toplote glavni je pokretač tektonskih ploča. Na mestima gde
se spajaju tektonske ploče može doći do propuštanja magme u gornje slojeve i ta magma
se tada hladi i stvara novi sloj zemljine kore. Kad magma dođe do površine može stvoriti
vulkane, ali većinom ostaje ispod površine te stvara ogromne bazene i tu se počinje hladiti,
a taj proces traje od 5000 godina do milion godina. Područja ispod kojih se nalaze ovakvi
bazeni magme imaju visok temperaturni gradijent, tj. temperatura raste vrlo brzo sa
povećanjem dubine i takva područja izuzetno su pogodna za iskorištavanje geotermalne
energije.
Slika 2. Slojevi Zemlje : spoljašnja tvrda kora (Crust), tečni omotač (Mantle), spoljašnje
tečni deo jezgra (Outer Core), unutrašnje tvrdi deo jezgra (Inner Core).
Geotermalna energija – direktna primena
3.Potencijal geotermalne energije
Potencijal geotermalne energije je ogroman, ima je 50000 puta više od celekupne
energije koja se može dobiti iz nafte i plina širom sveta sto je prikazano na slici 3.
Geotermalni resursi nalaze se u širokom spektru dubina, od plitkih površinskih do više
kilometara dubokih rezervoara vruće vode i pare koja se može dovesti na površinu i
iskoristiti. U prirodi se geotermalna energija najčešće pojavljuje u formi vulkana, izvora
vruće vode i gejzira. U nekim zemljama se geotermalna energija koristi već stotinama
godina u obliku banja odnosno rekracijsko-lekovitog kupanja. Međutim neprestani razvoj
nauke nije se ograničio samo na područije lekovitog iskorištavanja geotermalne energije
već je iskorištavanje geotermalne energije usmerio i prema procesu dobivanja električne
energije, zatim za grejanje domačinstva i industrijskih postrojenja.
Slika 3. Potencijali i iskoriščenost obnoviljih izvora u Svetu
Glavni nedostatak prilikom iskorištavanja geotermalne energije jeste da nema puno mesta
na svetu koja su izuzetno pogodna za eksploataciju. Najpogodnija su područja na ivicama
tektonskih ploča, tj. područja velike vulkanske i tektonske aktivnosti. Sledeća slika 4.
4
Geotermalna energija – direktna primena
3.1 Potencijal geotermalne energije u Srbiji
Geotermalne karakteristike teritorije Srbije su veoma interesantne. To je posledica
povoljnog geološkog sastava terena i povoljnih hidroloških i geotermalnihkarakteristika
terena. Gustina geotermalnog toka je glavni parametar na osnovu kojeg se procenjuje
geotermalni potencijal nekog područja. On predstavlja količinu geotermalne toplote koja
svakog sekunda kroz površinu od 1 m
2
dolazi iz Zemljine unutrašnjosti do njene površine.
Na najvećem delu teritorije Srbije gustina geotermalnog toplotnog toka je veća od njegove
prosečne vrednosti za kontinentalni deo Evrope, koja iznosi oko 60 mW/m
2
. Najveće
vrednosti od preko 100 mW/m
2
su u Panonskom basenu, centralnom delu južne Srbije i u
centralnoj Srbiji. Na teritoriji Srbije van Panonskog basena nalazi se 160 prirodnih izvora
geotermalnih voda sa temperaturom većom od 15°C.
Najveću temperaturu od njih imaju vode izvora uVranjskoj Banji (96°C), zatim u Jošaničkoj
Banji (78°C), Sijerinskoj Banji (72°C) itd.Ukupna izdašnost svih prirodnih geotermalnih
izvora je oko 4.000 l/s. Prema sadašnjim saznanjima na teritoriji Srbije postoji 60 nalazišta
geotermalnih voda sa temperaturom većom od 15°C do dubine od 3000 m. Ukupna
količina toplote koja se nalazi akumulirana u nalazištima geotermalnih voda u Srbiji do
dubine od 3 km, oko dva puta je veća od ekvivalentne toplotne energije koja bi se mogla
dobiti sagorevanjem svih vrsta ugljeva iz svih njihovih nalazišta u Srbiji. Izdašnost 62
veštačka geotermalna izvora, tj. geotermalne bušotine, na području Vojvodine je oko 550
l/s, a toplotna snaga oko 50 MW, a na ostalom delu Srbije iz 48 bušotina 108MW. Na
teritoriji Srbije pored povoljnih mogućnosti za eksploataciju toplotneenergije i ostalih
geotermalnih resursa iz geotermalnih voda, postoje i povoljne mogućnosti za eksploataciju
geotermalne energije iz „suvih“ stena, tj. stena koje ne sadrže slobodnu podzemnu vodu.
U tom slučaju voda se upumpava u podzemne tople stene gde se zagreva.
Ispumpavanjem tako zagrejane vode ostvaren je prenos energije iz toplih stena.
Eksploatacija energije iz ovog resursa neće početi u dogledno vreme kada se uzme u
obzir i trenutno minimalno korišćenje prirodnih izvorišta tople i lekovite vode mada su u
svetu razvijene i tehnologije za tu primenu.
6
