EMRECAN ERCAN

Kocaeli Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Enerji Sistemleri Mühendisliği,

KOCAELİ

ÖZET

Bu çalışmada; jeotermal enerjinin kullanım alanlarından ve elektrik enerjisine çevrim yöntemlerinden bahsedilmiştir. Genellikle düşük sıcaklı jeotermal kaynaklardan elektrik üretimi amacıyla kullanılan, organik rankine çevriminin özellikleri ve jeotermal enerjide kullanılması hakkında da bilgi verilmiştir.

Anahtar kelimeler: jeotermal enerji, organik rankine çevrimi, elektrik üretimi

1.GİRİŞ

Jeotermal enerji, yer kabuğunun işletilebilir derinliklerinde birikmiş olan ısının meydana getirdiği bir enerji türüdür. Yeraltına sızan sular burada gözenekli ve geçirimli hazne kayalarda toplanır. Hazne kayalar üstünde geçirimsiz örtü kayalar vardır. Isı yerkabuğundaki kırık veya çatlaklarda dolaşan sular vasıtasıyla yeryüzüne aktarılır. Eğer yerkabuğunda doğal su dolaşımını sağlayacak yeterli kırık yoksa ve ısı birikimi tespit edilirse, oluşturulacak yapay kırıklardan dolaştırılacak akışkanlardan enerji elde edilmesi mümkündür. Jeotermal enerji alanları, etkin depremlerin olduğu tektonik bakımdan aktif olan genç volkanların bulunduğu kuşaklardır. Yeryüzüne ulaşan buhar ve sıcak suyun içerdiği enerjiden ya doğrudan ya da başka enerji türlerine dönüştürülerek yararlanılmaktadır(Anonim, 2000).

Jeotermal enerjinin son yıllardaki gelişimi enerji dönüşüm teknolojileriyle alışılagelmiş geleneksel sistemlerin dışında kalan jeotermal sistemlerde yoğunlaşmıştır. "ORÇ" organik rankine çevrimi, dönüşüm prosesi sırasında, akışkan sıcaklıkları ve kimyasından bağımsız olarak, su kullanmamaktadır. Bunun için ORC sistemleri havayla soğutulan kondansörleri etken bir şekilde kullanarak, soğutma suyu tüketilmesinin önüne geçmektedir. Bu tür kapalı devre santrallar 95 °C'tan 315 °C'a kadar, su kaybetmeden ve korozyona neden olmadan, elektrik üretimi yapabilmektedir[1].

Jeotermal kaynaktan çekilen sıcak su, kullanıldıktan sonra kapalı sistem vasıtasıyla tekrardan jeotermal kuyuya re-enjekte edilerek, çevreye olan zararlı emisyonları engellenmiş olur. Elektrik üretimi için değişik buhar çevrimi uygulamaları da bulunmaktadır. Jeotermal sahalarda kullanılan sıcak su separatörlerde ayrılıp, türbine gönderilen buhar genleşerek elektrik enerjisi üretimini sağlar. Arta kalan sıcak su rezervuarlara tekrar basılması uygundur.

2.JEOTERMAL ENERJİ KULLANIM ALANLARI

M.Ö. 1500'lü yıllardan beri kullanılmakta olan jeotermal enerjinin en temel kullanım alanları sıcak su kullanımı, ısıtma ve elektrik enerjisi üretimidir. Bunun haricinde farklı alanlarda da kullanılabilen jeotermal kaynağın bazı kullanım alanları Şekil 1'de verilmiştir.

3.JEOTERMAL ELEKTRİK SANTRALLERİ ÇEŞİTLERİ

Çıkarılan jeotermal akışkanın faz haline bağlı olarak elektrik üretimi için çeşitli çevrimler kullanılır. Türbinin bir enerji kaynağını, mekanik enerjiye çevirmesi için buhar kullanılır. Alınan buharın direk rezervuarlardan gelen akışkan olması durumu ya da kullanılan akışkanın farklı olması durumuna göre elektrik santralleri üçe ayrılır. Kullanılan ikili akışkanın kaynama noktası daha düşük olduğu için kısmen düşük sıcaklıktaki rezervuarlarda kullanılabilir. (Rezervuarlarda en düşük sıcaklık 150°C üzerinde olması tavsiye edilir).

Bu durumda ısı değiştiriciler birinci akışkan ile ikili akışkan arasında ısı transferini sağlarlar[2].

Bu sistemler;

• Kuru Buhar

• Flaş Buhar

• İkili Akışkan (Binary Cycle) şeklindedir.

Makalenin tamamını okumak için tıklayınız...