Jeotermal enerji nedir? | Jeotermal santral nasıl çalışır?

Jeotermal nedir?

Jeotermal yeraltında birikmiş ısının oluşturduğu ve çeşitli kimyasallar içeren sıcak su, buhar kütlesi ve gaz yığınlarıdır.

Jeotermalin kelime anlamına göz atacak olursak… Jeo: Yeryüzü, Termal: Isı anlamına gelmektedir.

Jeotermal enerji nedir?

Jeotermal enerji, yer altında birikmiş sıcak su, buhar ve gazlardan elde edilen temiz bir enerji şeklidir. Bu kaynaklardan elde edilen enerji direkt olarak veya dolaylı yollardan başka enerjilere çevrilir.

Jeotermal doğa dostu, temiz, ucuz, yenilenebilir bir enerji şeklidir; çünkü kaynağı kömür, fuel-oil gibi fosil yakıtlar değildir. Tamamen tabiatın ürettiği doğal maddeler kullanılır.

Toprağın emdiği kar ve yağmur suları yeraltı çatlaklarından sızarak magmaya yakın yerlerdeki kayalara ulaşır ve boşluklarda ısınır. Isınan su tekrardan yer kabuğundan yukarı doğru sıyrılarak yüzeye çok yüksek sıcaklıklarda su, su buharı, gaz olarak ulaşır. Jeotermal kaynağın yeryüzüyle buluştuğu noktaya gayzer veya artezyen denir. Eğer bu sıcak kütle yüzeye çıkamaz ve yeryüzü içerisinde hapsolursa sondaj faaliyetleriyle de yapay olarak yüzeye çıkartılabilir.

Jeotermal enerji kullanım alanları

Jeotermal enerjinin kullanım alanlarını direkt kullanım ve elektrik üretimi yapılmak üzere kullanım olarak ikiye ayırabiliriz.

• Direkt kullanım

Herhangi bir özel ekipmana ihtiyaç duymadan yerden ısıtılmış suyun doğrudan kullanılmasını içerir . Tüm direkt uygulamalar, yaklaşık 50 ile 150 ° C arasında değişen düşük sıcaklıklı jeotermal kaynaklardan yararlanmaktadır . Bu tür düşük sıcaklıklı jeotermal su ve buhar, tek bir binanın yanı sıra çok sayıda binanın merkezi bir tedarik kaynağından ısıtıldığı tüm bölgeleri ısıtmak için kullanılmaktadır. Ayrıca, birçok yüzme havuzu, spa , sera ve su ürünleri yetiştiriciliğinde balneolojik (tedavi edici) tesisler jeotermal kaynaklarla ısıtılmıştır. Jeotermal enerjinin diğer doğrudan kullanımları arasında pişirme, endüstriyel uygulamalar (meyve , sebze ve kereste kurutma gibi), süt pastörizasyonu ve büyük ölçekli kar eritme yer alır. Bu faaliyetlerin çoğu için, sıcak su genellikle doğrudan ısıtma sisteminde kullanılır veya problemli mineraller ve sıvı ile karıştırılmış hidrojen sülfür gibi gazlar olduğunda ısıyı transfer eden bir ısı eşanjörü ile birlikte kullanılabilir.

• Elektrik üretimindeki kullanımı

Şimdi bu konuyu aşağıda biraz daha detaylı olarak inceleyelim.

Jeotermal santral nedir?

Yer altından çıkarılan sıcak su ve sıcak su buharının enerjisi ile elektrik üreten sistemlere jeotermal santral denir.

Daha önceki “Elektrik nasıl üretilir?” yazımızda da incelemiştik. Elektriğin üretilmesi için bir kaynağa, kaynağın döndürdüğü bir türbine ve dönme etkisini elektrik enerjisine çeviren bir alternatöre ihtiyaç vardır. Hidroelektrik santrallerde kaynak olarak su basıncı, rüzgar santrallerinde rüzgarın gücü, termik santrallerde de yakılan fosil yakıtın basınç gücü türbini döndürür. Jeotermal santrallerde de yeraltından gelen yüksek sıcaklıktaki su, buhar, gaz gibi maddelerin basıncı türbini döndürmektedir. Mantık aynıdır. Kaynak farklıdır.

Jeotermal santral nasıl çalışır?

• Toprağın altından yüksek basınçlı sıcak su çıkarılır
• Yüzeye ulaştığında basıncı düşürür ve buhara dönüştürülür.
• Buhar bir türbine yönlendirilir ve türbin dönmeye başlar. Türbine bağlı bir generatör de mıknatıslanarak elektrik üretir.
• Sıcak su soğutma kulesine yönlendirilir ve yoğunlaştırılarak tekrar suya dönüştürülür.
• Soğuk su toprağa geri gönderilir ve çevrim bu şekilde devam eder.

Jeotermal santral çeşitleri

Jeotermal enerji santrallerinde kuru, flaş ve çift çevrim olmak üzere üç şekilde elektrik üretebilir. Tasarımdaki farklılıklarına rağmen, üçü de buharın davranışını kontrol eder ve elektrik alternatörlerini tahrik etmek için kullanır. Her işlemin sonunda aşırı su buharının yoğunlaştığı ve daha sonra kullanılmak üzere yeniden ısıtıldığı yere geri döndüğü göz önüne alındığında, jeotermal enerji yenilenebilir bir enerji biçimi olarak kabul edilir.

1- Kuru buhar santralleri

Kuyudan üretilen kuru buhar direk olarak kullanılır ve türbin döndürülür.

2- Flaş buhar santralleri

Yüksek basınçla kuyudan gelen akışkan düşük basınçlı seperatörlerde su ve buhar olarak ayrılır ve ayrıştırılan buhar ile türbinin döndürülmesi sağlanır.

3- Çift çevrim santraller

Jeotermal akışkanın sıcaklığından faydalanılarak sudan daha az buharlaşma sıcaklığına sahip akışkan eşanjörde buharlaştırılır ve buharlaşan bu akışkan ile türbinin döndürülmesi sağlanır.

Üretilen bu elektrik enerjisi de trafolar vasıtasıyla yükseltilerek şebekeye basılır ve iletim hatlarıyla tüketicilere taşınır.

Görsel: U.S. Department of Energy’den alınmıştır.

Türkiye’de jeotermal enerji

Ülkemiz jeotermal enerji açısından dünya ülkelerine kıyasla oldukça zengin bir konumdadır. Jeotermal alanların %78’i Batı Anadolu’da, %9’u İç Anadolu’da, %7’si Marmara Bölgesinde, %5’i Doğu Anadolu’da ve %1’i diğer bölgelerde yer almaktadır. Enerji Bakanlığı’nın verilerine göre 2018 yılı Haziran ayı sonu itibarıyla Türkiye’nin jeotermal kaynaklı kurulu gücü 1.144 MW’tır.

Türkiye’de İzmir’in Balçova ve Narlıdere ilçelerinde halen yaklaşık 15 bin konut jeotermal enerji ile ısıtılmaktadır. Seferihisar, Dikili, Bergama, Çeşme, Aliağa, Urla, Güzelbahçe, Bayındır, Menderes, Kemalpaşa ve Kozaklı ilçelerinde de varlığı bilinen jeotermal kaynaklarının kullanılması halinde, sadece İzmir Büyükşehir Belediyesi sınırları içinde 220 bin konutu ısıtabilecek kapasiteye ulaşılabileceği hesaplanmaktadır.

Türkiye’nin kurulu gücüne göre en büyük 5 jeotermal enerji santrali şöyledir:

Jeotermal enerjinin avantajları

• Temiz, yenilenebilir, sürdürülebilir, sürekli bir enerji kaynağıdır
• Kömür, fuel oil, doğalgaz gibi kaynaklar yakılarak enerji elde edilmediği için sıfıra yakın emisyon verir.
• Rüzgar ve güneş santralleri gibi meteorolojik şartlardan bağımsızdır.
• Kaynağı ücretsizdir, yerlidir ve ithal edilmesine gerek yoktur.
• Yerleşim alanlarına yakın tesis edilebilir.
• Verimi %95’in üzerindedir ve tesis kurulumu kolaydır.

Jeotermal enerjinin dezavantajları

• İnsan sağlığı açısından zararlı olan düşük konsantrasyonlarda hidrojen sülfürün serbest bırakılmaktadır. Aynı zamanda karbon dioksit, amonyak, metan ve bor yayılması gerçekleşebilir.
• Su santral içerisinde döndürülüp tekrar geri gönderildiği için suyun kalitesinde bozulma olabilir.
• Açık sistem jeotermal tesislerde, havaya salınan gazlarda %10 karbondioksit ve metan gazı bulunmaktadır. Bu gazların küresel ısınmaya negatif etkisi olmaktadır.

Jeotermal enerji ile ilgili video