Centrali geotermiche
Le centrali geotermiche usano il calore del sottosuolo terrestre, tramite il vapore che emerge in alcune parti della superficie. La temperatura della Terra aumenta più si scende in profondità e questo aumento viene chiamato gradiente geotermico. Il vapore generato viene portato in superficie grazie a trivellazioni, poi viene incanalato in tubi e quindi mandato alla turbina, dove l'energia è convertita in energia meccanica. La turbina è una macchina che raccoglie energia cinetica di un fluido e la trasforma in energia meccanica. Questa energia meccanica viene successivamente trasformata in elettricità per mezzo di un alternatore, un macchinario rotante che si basa sul fenomeno dell'induzione elettromagnetica. Questo avviene quando i sistemi geotermici sono a vapore dominante, cioè quando si sfrutta il vapore, mentre le i sistemi sono ad acqua dominante, l'acqua stessa rimane in stato liquido e verrà usata per produrre calore in impianti di teleriscaldamento.
Pompe di calore geotermiche
Le pompe di calore geotermiche sono dei macchinari in grado di trasportare calore da un ambiente freddo, ad un ambiento caldo, usando un processo inverso a quello che solitamente succede in natura. Questa macchina agisce tra la sorgente fredda, del sottosuolo, dalla quale viene sottratto calore, e tra quella calda, ossia il luogo da scaldare, verso cui viene trasferito calore a temperatura più elevata. Funziona come un circuito chiuso contenente un fluido freddo che, tramite il passaggio da stato liquido a gassoso, assorbe e dona calore all'ambiente intorno. Questo avviene grazie alla presenza di un compressore, alimentato in maniera elettrica. Le pompe di calore geotermiche sono utilizzate sia per riscaldare durante i mesi freddi, sia in estate per raffreddare. Può essere un metodo idoneo per quanto riguarda la sostenibilità, poiché usa il calore a bassa temperatura del terreno per ridurre i consumi termici della casa, come il riscaldamento e il raffreddamento. La resa di una pompa di calore è maggiore se vi è meno differenza tra le temperature della sorgente di energia e l'ambiente da scaldare.
Geotermia a bassa entalpia
Prima di tutto è utile dire che l'entalpia è la grandezza fisica che misura la quantità di energia che un sistema scambia con l'ambiente. Vengono sfruttate le risorse geotermiche ad alta, media e bassa entalpia; nel primo caso si parla di temperature superiori a 150°, nel secondo caso di temperature tra 90° e 150° e infine con bassa entalpia si intendono temperature inferiori a 90°. Le pompe di calore geotermiche permettono di sfruttare il calore del sottosuolo, quindi la geotermia a bassa entalpia. La bassa entalpia può essere applicata ovunque e in qualsiasi terreno; è infatti la geotermia tradizionale, che non ha limiti geografici e può essere praticata a qualsiasi latitudine. Quindi la bassa entalpia tramite lo sfruttamento di pompe di calore permette di risparmiare sul riscaldamento e raffreddamento, e sulla produzione di acqua calda sanitaria, ha un basso impatto ambientale, essendo sostenibile e una fonte rinnovabile. Infatti la geotermia a bassa entalpia rappresenta una tecnologia poco inquinante e rispetta l'ambiente, non avendo emissioni di anidride carbonica o di altre sostanze.
Sonde geotermiche
Le sonde geotermiche sono macchinari che scambiano calore con il suolo; sono installate in un piccolo spazio forato di pochi centimetri, e viene posizionata vicino l'edificio interessato a ricevere calore. Le sonde sono installate a un minimo di 30 metri fino a un massimo di 150 metri di profondità, e la differenza dipende dalle necessità dell'abitazione, sia per il riscaldamento che per il raffreddamento, e per l'acqua calda sanitaria. Le sonde geotermiche sono formate da tubi in polietilene dentro cui scorre l'acqua, e questo sistema è chiuso poiché non vi sono contatti o scambi di liquidi con il suolo, ma solo scambi termici, propri del terreno. Esistono tre tipi di sonde geotermiche: 1) le sonde orizzontali che vengono poste a una profondità di 1-1,5 metri: queste sono idonee per luoghi con clima temperato e con un terreno esposto bene al sole; il fluido nelle sonde si scalda ed evapora, catturando energia al terreno e usandola per il riscaldamento; 2) le sonde istallate a una profondità di 70-120 metri: queste sfruttano il calore del sottosuolo e la sua capacità di tenere la temperatura; 3) le sonde a scambio di calore con acqua di falda.