Θέρμανση θερμοκηπίων με τη χρήση γεωθερμικής ενέργειας

Τα θερμαινόμενα θερμοκήπια χρησιμοποιούνται για την αύξηση της παραγωγής και την πρωίμηση των καλλιεργειών. Η εκτός εποχής καλλιέργεια κηπευτικών, οπωρικών και ανθοκομικών προϊόντων ή η ανάπτυξή τους σε περιοχές με μη ευνοϊκές κλιματολογικές συνθήκες μπορεί σήμερα να βασιστεί σε μια ευρέως εφαρμοσμένη τεχνολογία. Οι χρήσεις και το μέγεθος των θερμοκηπιακών εγκαταστάσεων εξαρτώνται από τη διαθέσιμη γεωθερμική ενέργεια, από τις κλιματολογικές συνθήκες, από τα υλικά κατασκευής των θερμοκηπίων και από το είδος της καλλιέργειας. Οι απαιτούμενες ποσότητες ενέργειας όμως, είναι μεγάλες, με αποτέλεσμα η γεωθερμία να αποτελεί την ιδανική μορφή ενέργειας για αγροτικές εφαρμογές, λόγω του μικρού κόστους της. Τα θερμοκήπια απαιτούν την παρουσία γεωθερμικών ρευστών σε θερμοκρασία που υπερβαίνει τους 30^oC. Μια πάρα πολύ κοινή περίπτωση, για τα δεδομένα του ελλαδικού χώρου είναι η θέρμανση γυάλινων θερμοκηπίων με ντομάτα και με θερμαντικό μέσο γεωθερμικά ρευστά 40 - 55^oC. Στην περίπτωση αυτή απαιτούνται περί τις 150.000 kcal / h το στρέμμα για μία περίοδο θέρμανσης, κατά μέσο όρο 1.250 ωρών διατηρώντας μία εσωτερική θερμοκρασία αέρα τουλάχιστον 14^oC. Η ετήσια εξοικονόμηση ενέργειας που επιτυγχάνεται στην περίπτωση αυτή είναι της τάξεως των 24 τόνων Ισοδύναμου Πετρελαίου το στρέμμα ή περί τα 7000 ευρώ / έτος το στρέμμα. Ο χώρος ενός θερμοκηπίου μπορεί να θερμανθεί με πέντε τρόπους:

• με εναέριους επιδαπέδιους σωλήνες ή με σωλήνες τοποθετημένους μέσα στο χώμα (σε βάθος 5 - 20cm)
• με εναλλάκτη αέρα - γεωθερμικού νερού ή νερού λειτουργίας (αερόθερμο)
• με τοποθέτηση θερμαντικών σωμάτων στα πλευρικά τοιχώματα του θερμοκηπίου
• με ψεκασμό της οροφής του θερμοκηπίου με γεωθερμικό υγρό ή διέλευση υγρού στα διπλά τοιχώματα της οροφής (κυρίως για αντιπαγετική προστασία)
• με συνδυασμό των προηγούμενων τρόπων

Σε πολλές περιπτώσεις τα γεωθερμικά νερά θα μπορούσαν να αξιοποιηθούν ακόμη επικερδέστερα, μέσα από τη συνδυασμένη χρήση τους σε κτηνοτροφικές μονάδες και γεωθερμικά θερμοκήπια. Η ενέργεια που χρειάζεται για την θέρμανση μιας μονάδας εκτροφής ζώων είναι περίπου το 50 % αυτής που απαιτείται για ένα θερμοκήπιο ίδιας επιφάνειας, οπότε η κλιμακωτή χρήση των γεωθερμικών ρευστών θεωρείται ενδεδειγμένη.

Θέρμανση θερμοκηπίων με τη χρήση αβαθούς γεωθερμίας

Αβαθής γεωθερμική ενέργεια είναι η αποθηκευμένη σε μορφή θερμότητας ενέργεια του φλοιού της γης, σε βάθη έως 150 m. και με θερμοκρασίες υπεδάφους έως 18^οC. Αυτή η ενέργεια προέρχεται από την απορρόφηση της ηλιακής ακτινοβολίας (σχεδόν το 50% από τη συνολική ποσότητα που φθάνει στη Γη) από τη γήινη επιφάνεια και που στα γεωγραφικά πλάτη της εύκρατης ζώνης κάτω από κάποιο βάθος παραμένει περίπου σταθερή (10 - 18^οC) καθ’ όλη τη διάρκεια του έτους.

Στις περιοχές στις οποίες η θερμική ενέργεια της γης είναι επαρκώς συγκεντρωμένη ώστε να δημιουργεί εκμεταλλεύσιμη ενεργειακή πηγή, αναπτύσσονται γεωθερμικά συστήματα που ανάλογα με τα θερμικά χαρακτηριστικά τους ταξινομούνται σε υψηλής, μέσης και χαμηλής ενθαλπίας. Τα υψηλής ενθαλπίας χρησιμοποιούνται συνήθως για την παραγωγή ηλεκτρισμού, τα μεσαίας ενθαλπίας για παροχή άμεσης θερμότητας σε κατοικίες και βιομηχανία ενώ τα χαμηλής ενθαλπίας για θέρμανση και ψύξη κτιρίων μέσω γεωθερμικών αντλιών θερμότητας.

Η θέρμανση θερμοκηπίων με χαμηλή ενθαλπίας της γεωθερμικής ενέργειας, (θερμοκρασίες κάτω των 100^oC) θεωρείται εύκολος τρόπος θέρμανσης. Το γεωθερμικό ρευστό μπορεί να μεταφερθεί από το εσωτερικό της γης, μέσω μονωμένων σωλήνων και μπορεί να διανεμηθεί είτε απευθείας στο εσωτερικό του θερμοκηπίου σε πλαστικούς σωλήνες, είτε έμμεσα, μέσω ενός εναλλάκτη θερμότητας.

Τα συστήματα εκμετάλλευσης της γεωθερμικής ενέργειας ονομάζονται Γεωθερμικές Αντλίες Θερμότητας (ΓΑΘ). Οι γεωθερμικές αντλίες θερμότητας εφαρμόζονται σε οικίες άλλα και στη γεωργία για την κάλυψη των αναγκών θέρμανσης και ψύξης και ζεστού νερού χρήσης. Οι γεωθερμικές αντλίες θερμότητας αντικαθιστούν τους καυστήρες πετρελαίου ή γκαζιού και τα κλιματιστικά για την κάλυψη των αναγκών σε θέρμανση και ψύξη. Εξοικονομεί το 40 με 60% της ενέργειας που θα κατανάλωνε ένα υποστατικό εάν χρησιμοποιούντο μόνο συμβατικά μέσα θέρμανσης.

Το όφελος από τη χρήση γεωθερμίας, είναι τόσο οικονομικό όσο και περιβαλλοντικό. Η χρήση γεωθερμικού συστήματος δεν έχει καμία εκπομπή καυσαερίων, ενώ συνεπάγεται μείωση από 40% έως 60% των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου, σε σύγκριση με τα συμβατικά συστήματα θέρμανσης - ψύξης.

Τα πλεονεκτήματα τους είναι:

• Ψηλή απόδοση (χαμηλότερη χρήση ενέργειας)
• Χαμηλό κόστος συντήρησης
• Δεν υπάρχουν εξωτερικά μηχανήματα

Τα μειονεκτήματα τους είναι:

• Μεγαλύτερο αρχικό κόστος
• Δεν μπορούν όλα τα είδη συστημάτων να τοποθετηθούν παντού
• Περιορισμός στους μελετητές για επιλογή

Σχετικές σελίδες

• Θερμοκήπια
• Γεωθερμική ενέργεια (γενικά)
• Γεωθερμικές αντλίες θερμότητας

Βιβλιογραφία

• "Γεωθερμία", Πτυχιακή εργασία της Αβραμίδου Νίκης, ΑΤΕΙ Θεσσαλονίκης, Σχολή Τεχνολογικών Εφαρμογών, Τμήμα Πολιτικών Έργων Υποδομής, Θεσσαλονίκη 2011
• Ενεργειακό Γραφείο Κυπρίων Πολιτών, Μαρία Ιωαννίδου