Energia geotermica e riscaldamento geotermico
Il calore proveniente dalla Terra è stato utilizzato sin dall’antichità ed in epoca più recente è stato associato solo ai grandi impianti per la produzione di energia elettrica; oggi, tuttavia, la geotermia ha assunto maggior rilievo adattandosi a piccole applicazioni di riscaldamento e raffrescamento degli edifici.
Man mano che si scende sotto terra aumenta la temperatura per via dell'energia termica che dal nucleo terrestre si dirige verso la superficie. Ne consegue che a pochi metri di profondità dalla superficie terrestre il terreno mantiene una temperatura quasi costante tutto l'anno.
Questo ci permette di estrarre calore d'inverno per riscaldare l'ambiente e di cedere calore durante l'estate per raffrescare lo stesso ambiente. Per utilizzare questa riserva di calore accumulata dalla terra, il sistema geotermico sfrutta un circuito frigorifero basato su un principio termodinamico.
Il calore, costantemente rinnovato dal Sole, dalla pioggia e dall’azione del vento è prelevato dal terreno, grazie ad una sonda interrata a circa 60 cm di profondità o a una sonda geotermica verticale. Si tratta di una rete di serpentine, invisibile e inalterabile, interrata in una zona del giardino.
Quali sono i componenti?
Un impianto geotermico domestico è composto da tre elementi principali:
- le sonde geotermiche: particolari tubature inserite nel terreno con il compito di scambiare calore;
- pompa di calore: č il “generatore” che si occupa di valorizzare il calore estratto dalle sonde per renderlo sfruttabile dall’impianto di distribuzione;
- sistema interno di distribuzione del calore, tipicamente sistemi a bassa temperatura quali pavimenti radianti, etc.
La pompa di calore permette di sfruttare l’energia rinnovabile "gratuita" scambiando calore con il terreno, "riscaldandolo" d’estate per raffreddare l’interno dell’abitazione e "raffreddandolo" d’inverno per scaldarla.
Quali sono i benefici economici?
Per un investimento iniziale paragonabile a quello di una buona installazione di riscaldamento tradizionale, il riscaldamento geotermico assicura un livello alto di comfort ad un costo di gestione inferiore; dato l’elevato COP (Coefficiente di Prestazione) delle pompe di calore, 1kW consumato si converte fino a 3 o 4 kW o più di calore utile per la casa.
I risparmi sono quantificati nella misura del:
- meno 80% rispetto all’utilizzo del GPL
- meno 78% rispetto all’utilizzo del gasolio
- meno 50% rispetto all’utilizzo del metano
È quindi possibile risparmiare oltre il 60% sulle spese di riscaldamento
poiché l’energia contenuta nel suolo è gratuita ed è necessario un apporto
minimo di energia elettrica per sfruttarla.
Combinando il sistema geotermico con un impianto fotovoltaici è possibile ottenere una
quasi totale autosufficienza energetica dell’edificio.
Quanto spazio serve?
Tenendo conto di fattori quali il luogo di installazione, l’esposizione e la natura del terreno, le caratteristiche dell’abitazione e la soluzione tecnologica scelta, la superficie esterna necessaria deve corrispondere a una percentuale tra il 100% e il 150% della superficie da scaldare.
Uno studio preliminare permette di calcolare con esattezza la superficie richiesta per ogni installazione. Le sonde sono interrate ad una profondità di circa 60 cm, in un terreno che favorisce la trasmissione del calore e a una distanza minima di 40 cm (per aumentare la resa).
In alcuni casi, quando la superficie del terreno è insufficiente per effettuare la posa orizzontale delle sonde, è possibile utilizzare sonde verticali con profondità tra i 60 e i 100 metri.
Tuttavia, questa soluzione impiantistica comporta maggiori complicazioni poiché richiede una perizia geologica preliminare, nonché l’osservanza delle procedure amministrative vigenti in materia di salvaguardia del sottosuolo.