Geotermia a bassa entalpia

Energia geotermia: Che cosa è
L’energia geotermica è tra le rinnovabili quella che ha il più elevato potenziale di sviluppo a livello globale, infatti detto potenziale è 3 volte superiore al solare e 10 volte all’eolico. Questa fonte energetica pulita ha anche la caratteristica di avere una produzione continua e costante, un'elevata versatilità di dimensione di impianto. Sotto la superficie del terreno ad alcuni metri di profondità il sottosuolo ha una temperatura quasi costante per l’intero anno, il che ci dà la possibilità di prelevare calore nel periodo invernale per il riscaldamento degli edifici e di restituire calore nel periodo estivo per raffrescare gli edifici destinati ad uso abitativo, commerciale e d’ufficio. Gli impianti geotermici appartengono a due grandi tipologie:
♦ “la classica” o “geotermia ad alta entalpia” funziona sottraendo al sottosuolo caldo il calore che serve per il riscaldamento diretto e per la produzione di energia elettrica (è presente soltanto in alcune zone del paese in cui è possibile sfruttare anomalie geologiche o vulcanologiche in particolare la troviamo in Toscana, Campania e Sicilia);
♦ la “geotermia a bassa entalpia" o “geotermia domestica”, adopera il sottosuolo come serbatoio termico da cui in inverno l’impianto capta calore dal sottosuolo cedendolo al fabbricato, mentre nel periodo estivo introduce nel sottosuolo il calore in eccesso presente nelle costruzioni (la geotermia a "bassa entalpia" viene utilizzata principalmente per la climatizzazione degli edifici). L’impiego degli impianti geotermici attualmente è abbastanza contenuto a livello mondiale, mentre la geotermia in Italia per quanto riguarda il settore di quella domestica sta avendo un discreto impulso in diverse zone del territorio nazionale. Gli impianti geotermici che sono realizzati soltanto per la produzione di energia termica, vengono definiti sistemi geotermici a “bassa entalpia” che utilizzano il calore presente nel terreno e tramite una pompa di calore sono in grado di generare energia termica per l'acqua calda sanitaria e per il riscaldamento/raffreddamento degli edifici; usano cioè il sottosuolo come serbatoio di calore. Più si scende in profondità e maggiore è la disponibilità di energia geotermica. Di rilevante importanza sono le caratteristiche termodinamiche del sottosuolo che permettono che questo sia un efficiente scambiatore termico e fornisca le condizioni migliori per il raggiungimento di elevate prestazioni dell'impianto geotermico. Lo scambio termico con il sottosuolo è una possibilità che ci può dare grandi benefici economici, arrivando a dimezzare la nostra bolletta energetica. L'energia geotermica rientra nel novero delle energie rinnovabili. Inoltre gli impianti geotermici usufruiscono delle agevolazioni previste dall'Autorità per l'Energia Elettricità ed il Gas con la "Deliberazione dell'8maggio (205/2014/R/EEL)"  che dal 1° luglio 2014 introduce in via sperimentale una tariffa elettrica flat agevolata, D1, della quale possono beneficiare i privati che utilizzano nell’abitazione di residenza pompe di calore elettriche come unico sistema di riscaldamento. A parere del GIGA (Gruppo informale per la geotermia e l'ambiente), essendo l'Italia un paese che possiede un'elevata quantità di energia geotermica nel suo sottosuolo, può produrre il 10% dell'energia elettrica realizzando impianti geotermici ad alta entalpia di nuova generazione e a basso impatto ambientale.

Energia geotermia: Impianti a bassa entalpia
Gli impianti geotermici a bassa entalpia prendono il posto delle caldaie per riscaldamento e produzione di acqua calda sanitaria e dei gruppi frigo per il raffreddamento dell’aria. L'alternanza del funzionamento estate/inverno permette di non raffreddare sensibilmente la zolla di terreno in cui sono situate le sonde geotermiche. I principali componenti per la geotermia a bassa entalpia sono: le sonde geotermiche che possono essere verticali (le più diffuse) oppure orizzontali, i serbatoi di accumulo del calore e le pompe di calore (macchine in grado di trasferire l’energia termica da un corpo a temperatura più bassa ad un corpo a temperatura più alta o viceversa, utilizzando differenti forme di energia, che in genere è quella elettrica). Le sonde geotermiche verticali (SGV) sono formate da tubi di polietilene introdotti in fori praticati nel terreno e aventi un diametro di circa 20/40 centimetri e con profondità che vanno dai 70 ai 120 metri in relazione alle caratteristiche progettuali della costruzione. Le sonde geotermiche orizzontali vengono collocate su terreni pianeggianti con uno scavo fatto a bassa profondità (è possibile posizionarle anche sul fondo di un lago artificiale o naturale sfruttando così il calore dell'acqua). Gli impianti geotermici possono essere costruiti a uno o a due circuiti. All’interno delle sonde geotermiche si fa circolare una miscela di acqua e antigelo per ottimizzare lo scambio termico. La pompa calore geotermica sfrutta la differenza di temperatura fra il terreno e l’ambiente esterno per assorbire calore dal terreno e metterlo a disposizione per il suo utilizzo; più elevata è la differenza di temperatura e maggiore è il rendimento. Con una pompa calore geotermica, di per sé silenziosa e poco voluminosa, possiamo riscaldare e rinfrescare un fabbricato, senza ricorrere alle classiche caldaie e ai climatizzatori. In genere la pompa calore geotermica è una macchina elettrica che permette lo scambio di energia termica dall’edificio al sottosuolo (sono presenti sul mercato anche pompe a gas); ciò è possibile in quanto la temperatura del sottosuolo (variabile fra i 12÷14°C entro i 100 metri di profondità) è costante nell’arco dell’anno, questo facilita gli scambi nel periodo invernale (temperature sotto i 10°C) e nel periodo estivo (temperature sopra i 25°C). ll raffrescamento e/o il riscaldamento all'interno delle abitazione si ottiene nella maggior parte dei casi utilizzando pannelli radianti o ventilcovettori. Per conservare il calore e distribuirlo all’edificio è bene avere un serbatoio di accumulo per l’acqua calda. In caso nel sottosuolo sia presente una falda il rendimento dell’impianto geotermico aumenta e la risorsa idrica rimane intatta poiché si svolge soltanto una scambio termico senza prelievo di acqua. Evidenziamo alcuni benefici che si possono ottenere realizzando impianti geotermici a bassa entalpia negli edifici: economici (basso consumo di energia elettrica, risparmio dei costi di esercizio e manutenzione), ambientali (non si usano combustibili fossili, non si emettono in atmosfera prodotto nocivi) e di sicurezza (non ci sono rischi d'incendio).

Energia geotermia: Dove si può collocare e quanto dura un impianto?
Premesso che la realizzazione di impianti geotermici è sempre una scelta vantaggiosa sia per i nuovi che per i vecchi edifici, realizzare un impianto geotermico è sicuramente conveniente in edifici di nuova costruzione, ma si può collocare anche negli edifici esistenti in quei casi in cui ci siano degli spazi di grandezza adeguata a ospitare le sonde e il cantiere per la loro posa in opera. Altro elemento da analizzare, in questo caso, è quello legato alla qualità dell’isolamento della costruzione che deve essere ben coibentata per avere un buon rendimento termico e un conveniente risparmio di energia. Per quel che riguarda la durata è in generale molto elevata e per ogni componente si ritiene che:
- le sonde geotermiche abbiano una capacità di funzionamento che sfiora i 100 anni;
- le pompe di calore geotermiche una vita di circa 20 anni, per quelle di minori dimensioni usate in singole abitazioni la durata è più bassa;
- i pannelli radianti durino da 20 a 30 anni.
Da evidenziare che la manutenzione di questi impianti è praticamente inesistente.

Energia geotermia: Link rilevanti
Segnaliamo i link di aziende che si interessano d'impianti geotermici e geotermia a "bassa entalpia", e che sono tra quelle più rappresentative a livello nazionale nel settore. Ispra Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale si occupa in maniera approfondita ed esaustiva dell’utilizzo dell’energia geotermica e mette a disposizione tutta la legislazione vigente sulla goetermia a bassa entalpia e sugli impianti geotermici. Geotermia.org è un portale dedicato all’energia geotermia, con ampia descrizione della geotermia domestica e degli impianti geotermici. Energeticambiente.it sito che si occupa di energie rinnovabili, e tra queste della geotermia con attenzione al riscaldamento e alla climatizzazione in particolare in ambito domestico/condominiale. Geotermia è un’azienda di Mantova che tratta delle energie alternative e in particolare di quella geotermica, con descrizione di questa, degli impianti geotermici, costi d’installazione, vantaggi che si possono ottenere. Unione Geotermica Italiana è un'Associazione indipendente, che ha lo scopo di promuovere l'utilizzazione dell'energia geotermica in Italia, diffondendo la sua conoscenza tra il pubblico e agli opportuni livelli politici ed amministrativi, e stimolando attività finalizzata, esplorazione, sfruttamento ed utilizzazione del calore naturale. Si propone inoltre di divulgare all'estero le attività tecnico-scientifiche e le realizzazioni della geotermia in Italia, allo scopo di determinare condizioni più favorevoli per la penetrazione sui mercati internazionali della tecnologia geotermica italiana. Geotermia Italia è un’azienda che opera nei settori elettronico ed energetico; in particolare nel settore delle fonti energetiche rinnovabili, pone particolare attenzione agli impianti geotermici a bassa entalpia e al solare termico e fotovoltaico al fine di progettare ed installare impianti integrati che puntano all'autosotenibilità energetica.