1-Jeotermal Enerji İle Elektrik Enerjisi Üretimi
İlk çağlardan yakın geçmişe kadar sadece sağlık amacıyla kullanılan jeotermal kaynaklardan günümüzde; doğrudan ısıtmada ya da başka enerji türlerine dönüştürülerek yararlanılmaktadır.
20. yüzyıl başına kadar sağlık ve yiyecekleri pişirme amacı ile yararlanılan jeotermal kaynakların kullanım alanları gelişen teknolojiye bağlı olarak günümüzde çok yaygınlaşmış ve çeşitlenmiştir. Bunların başında elektrik üretimi, ısıtmacılık ve endüstrideki çeşitli kullanımlar gelmektedir.
Hazne sıcaklığı 200 °C ve daha fazla olan jeotermal akışkandan elektrik üretimi gerçekleşmektedir. Ancak günden güne gelişmekte olan yeni teknolojilere göre 150 °C’ye kadar düşük hazne çıkışlı akışkandan da elektrik üretilebilmektedir. Son yıllarda geliştirilen ve ikili (binary) çevrim olarak adlandırılan bir sistemle, buharlaşma noktaları düşük gazlar (freon, izobütan vb.) kullanılarak 70°C<T<80°C’ye kadar sıcaklıktaki sulardan elektrik üretilebilmektedir. Jeotermal enerjiden elektrik üretimi ilk olarak 1904 yılında İtalya’da olmuştur. Jeotermal akışkandan elektrik üretimi başta A.B.D. ve İtalya’ da olmak üzere Japonya Yeni Zelanda, El Salvador, Meksika, İrlanda, Filipinler, Endonezya, Türkiye gibi ülkelerde yapılmaktadır.
Dünyada halen kurulu gücü 8912 MW (2005 yılı verileri ile) olan jeotermal enerjiden elektrik üretimi gün geçtikçe artmaktadır. Buhar ve sıvı baskın sistemlerin elektrik enerjisine dönüştürülebilmesi için çeşitli sistemler mevcuttur.
Jeotermal enerji kaynaklı elektrik üretim santrali-1
Jeotermal enerji kaynaklı elektrik üretim santrali-2
1.1 Buhar Baskın Sahalar
Kullanımı en kolay olan sahalar kuru buhar sahalarıdır. Kuyudan alınan buhar filtreden geçirilerek bir yoğuşturmalı türbine gönderilir. Kondensere ilave olarak doğal ya da mekanik soğutma kulesi kullanılır. Sistem şematik olarak aşağıda gösterilmiştir.
Buhar baskın sahadan elektrik üretimi
1.2 Sıvı Baskın Sahalar
– Atmosferik Ekzozlu Konvansiyonel Buhar Türbinleri
– Yoğunlaştırmalı Konvansiyonel Buhar Türbinleri
– Çift Kademeli Buharlaştırma
– Çoklu Buharlaştırma
– İkili Çevrim Santalleri
– Hibrit Fosil Jeotermal Sistemler
– Toplu Akış
1.2.1. Atmosferik egzozlu (back pressure) konvansiyonel buhar türbinleri
En basit ve ilk yatırım masrafları açısından en ucuz türbinlerdir. Bu tip bir santralde, jeotermal akışkan önce seperatöre gelir. Burada sıvı ve buhar fazları ayrılır. Buhar fazı bir buhar türbinini besler ve çürük buhar direkt olarak atmosfere atılır. Atmosferik egzozlu santrallerin basitleştirilmiş şematik gösterimi aşağıda verilmiştir.
Atmosferik egzozlu buhar çevrimi
Atmosferik egzoz tasarımının termodinamik olarak gelişmişidir. İki fazlı akışkan önce seperatörde sıvı ve buhar fazlarına ayrılır. Buhar, türbinden direkt atmosfere atılmak yerine çok düşük bir basınçta tutulan (yaklaşık 0.12 bar) bir kondensere atılır.
1.2.3. Çift kademeli buharlaştırma
Kuyubaşı akışkanı önce seperatöre gider, buhar ve sıvı fazlarına ayrılır. Buhar bir yüksek basınç türbinine, su ise bir buharlaştırıcıya (flaş tankı) gönderilir. Burada düşük bir basınca flaşlanan sıvının kalanı enjeksiyona, elde edilen buhar alçak basınç türbinine gönderilir. Böylece sistem verimi arttırılmış olur.
Çift buharlaştırmalı/em>
1.2.4. Çoklu buharlaştırma (multi-flash)
Seperatörden ayrılan sıvı ikinci bir seperatöre gönderilir, seperatör sayısı ekonomik kısıtlar çerçevesinde arttırılabilir. Bu tip bir uygulama Wairakei Jeotermal Santrali, Yeni Zelanda’da gerçekleştirilmiştir.
1.2.5. İkili çevrim santralleri
Jeotermal sahalarda en önemli atık ısı kaynağı seperatörde ayrılmış sıvıdır. Konvansiyonel buhar türbinleri sadece buhar kullandıkları için kalan büyük miktarlardaki sıvı genelde yerüstü sularına atılmakta yada yeraltına enjekte edilmektedir. Binary teknolojisi, orta-düşük sıcaklıklı kaynaklardan elektrik üretmek, termal kaynakların kullanımını arttırarak atık ısıyı geri kazanmak amacıyla geliştirilmiştir.
Binary sistemlere ait basitleştirilmiş şematik gösterim aşağıda verilmiştir. Binary sistemler, düşük kaynama sıcaklıklı ve düşük sıcaklıklarda yüksek buhar basıncına sahip ikincil bir çalışma akışkanı kullanırlar. Bu ikincil akışkan, konvansiyonel bir Rankine çevrimine uygun olarak çalışır. Uygun bir çalışma akışkanı ile binary sistemler, 80-170°C aralığındaki giriş sıcaklıklarında çalışabilirler.
İkili çevrim
1.2.6. Hibrid fosil-jeotermal sistemler
Bu sistemlerde jeotermal enerji, ya ön ısıtıcı olarak, ya da kızgın buhar eldesinde kullanılır.
1.2.7. Toplu akış
İki fazlı buhar/su karışımlarından doğrudan enerji elde etmek amacıyla geliştirilmiştir. Bu tip santrallerin ekonomisi henüz iyi belirlenememiştir. Çünkü işletme tecrübesi 5 yıldan fazla değildir. Tek örnek Desert Peak, Nevada, ABD’ndeki 9 MW t ‘lik iki fazlı rotary seperatörlü turbo-alternatörlü santraldir.
2-Jeotermal Akışkanın Sıcaklığına Göre Kullanma Yerleri
– Yüksek Konsantrasyonlu solüsyonun buharlaşması, Amonyum absorpsiyonu ile soğutma
– Hidrojen sülfit yolu ile ağırsu eldesi, diyatomitlerin kurutulması
– Kereste kurutulması, balık vb. yiyeceklerin kurutulması
– Bayer’s yolu ile alüminyum eldesi
– Çiftlik ürünlerinin çabuk kurutulması (Konservecilikte)
– Şeker endüstrisi, tuz eldesi
– Temiz su eldesi, tuzluluk oranının arttırılması
– Çimento kurutulması
– Organik madde kurutma (Yosun, et, sebze vb.), yün yıkama
– Balık kurutma
– Ev ve sera ısıtma
– Soğutma
– Kümes ve ahır ısıtma
– Mantar yetiştirme, Balneolojik banyolar (Kaplıca Tedavisi)
– Toprak ısıtma, kent ısıtması (Alt sınır) sağlık tesisleri
– Yüzme havuzları, fermantasyon, damıtma, sağlık tesisleri
– Balık çiftlikleri
| Jeotermal Enerjinin ısı kaynağı olarak kullanıldığı durumları gösteren fotoğraflar | |
 |  |
Kaynak: T.C. Enerji ve Tabi Kaynaklar Bakanlığı, eie.gov.tr