Jeotermal

• Jeotermal Enerji
• Jeotermal Enerji Nedir?
• Dünyada Jeotermal Enerji
• Türkiye'de Jeotermal Enerji
• Jeotermal Enerjinin Kullanım Alanları
• Ulaşılabilecek Yayınlar
• Isı Pompası Çalışmaları
• İlgili Linkler
• İletişim

Jeotermal Enerji

Kurumumuz, hidroelektrik enerji potansiyelini değerlendirmedeki 72 yıllık; bazı yerli, yeni ve yenilenebilir enerji kaynaklarını değerlendirmedeki 21 yıllık bilgi birikimini dikkate alarak vizyonunu elektrikten enerjiye genişletmiştir. Bu değişiklik, 2819 sayılı, 24 Haziran 1935 tarihli kuruluş yasamızın Madde 2, “A” Bendindeki “Memlekette mevcut su kuvvetleri ve sair enerji membalarını tetkik edecek elektrik istihsaline en elverişli olanları tesbit etmek,” şeklindeki ifadeye uygun olarak “sair enerji membaları”ndan olan “rüzgar ve güneş enerjisi”nden sonra “jeotermal enerji kaynakları”ndan elektrik enerjisi istihsaline ilişkin çalışmalara katılma ve katkı koyma kararı almıştır. Bunun sonucu, ilgili meslek disiplinlerinden oluşan bir proje ekibi çalışmalarına Kasım 2003'ten itibaren başlamış ve daha sonra ‘Jeotermal Enerji Kaynakları Şube Müdürlüğü' kurulmuştur.

“Ülkenin hidrolik, rüzgâr, jeotermal, güneş, biyokütle ve diğer yenilenebilir enerji kaynakları öncelikli olmak üzere, enerji kaynaklarının, çevre etkileri de dikkate alınarak değerlendirilmesi için kullanılabilir enerji potansiyellerini belirlemek ve bu potansiyellerden yararlanma yöntemlerini ortaya koymak” stratejik amacı doğrultusunda, “Yeraltı enerji kaynaklarımızın değerlendirilmesine yönelik; arama, araştırma ve etüt çalışmaları yapma.” hedefiyle iki proje yürütülmektedir.

-“Düşük Sıcaklıklı Jeotermal Kaynaklardan Elektrik Üreten Santral knolojilerinin Araştırılması ve MTA Tarafından Tahsis Edilecek Örnek Bir Sahada Fizibilite Çalışması” Projesi kapsamında, Dünyadaki örnek uygulamalar ile ülkemizdeki sıcak su kaynaklarının özelliklerine uygun teknolojiler araştırılmaktadır. Bu kapsamda uygun bir jeotermal sahada, mevcut veriler kullanılarak fizibilite çalışması yapılacağı planlanmıştır.

Ancak, 5686 sayılı “Jeotermal Kaynaklar ve Doğal Mineralli Sular Kanunu” gereği jeotermal sahaları ihale etme zorunluluğu nedeniyle saha tahsis edememesi üzerine proje başlatılamamıştır.

- “Jeotermal ısı pompası kullanımının yaygınlaştırılması için, uygulama kılavuzlarının hazırlanması ve tanıtılması” Projesi kapsamında, ı sı pompası uygulamaları, projenin çevresel özelliklerine göre değişmektedir. Bu özelliklere göre ısı pompası tipleri belirlenerek örnek projeler yapılacak ve bu projelerin yaygınlaştırılmasına yönelik her türlü tanıtıcı faaliyetlerde bulunacaktır.

Isı Pompaları, Hava, Su ve Toprak Kaynaklı olarak üç sınıfa ayrılmaktadır. Isı pompalarının bir arada ve ayrı ayrı uygulamaları mevcuttur. Jeotermal Enerji Kaynakları Şubemiz, faaliyetleri nedeniyle sadece Toprak Kaynaklı Isı Pompaları ile ilgilenmektedir.

Isı pompası, düşük sıcaklıklı kaynaklardan (hava, su, yer) ısıyı süzen ortamsal enerji teknolojisidir, su ve yer ısıtması için ihtiyaç duyulduğunda sıcaklığı yükseltir ve yayar. Isı pompaları soğutma amaçlı olarak da ters olarak çalışır.

Yer kaynaklı ısı pompası sistemlerinde üç ana kısım veya alt sistem bulunmaktadır. Birincisi: Isı taşıyıcı akışkan ile jeokütlenin temasını sağlayarak, ısı alışverişine olanak sağlayan boru düzenleri yani, ısı değiştiricileri. İkincisi: Jeokütleden elde edilen ısıyı binaya aktaran sistem, yanı ısı pompası. Üçüncüsü: Bina içindeki mahalleri ısıtmak veya soğutmak için gerekli olan ısıdan yararlanma tesisi yani, ısı dağıtım tesisinden oluşmaktadır. Bu bilgiler ışığında toprak kaynaklı ısı pompaları hakkında araştırmalar devam etmektedir.

Isı Pompası uygulaması örnek projelendirilmesi için uygun yer arayışları devam etmektedir.

Toprak Kaynaklı Isı Pompası uygulamalarını tanıtmak ve yaygınlaştırmak üzere, broşür - uygulama kılavuzları hazırlanacaktır.

Jeotermal Enerji Nedir?

Jeotermal enerji yerkürenin iç ısısıdır. Bu ısı merkezdeki sıcak bölgeden yeryüzüne doğru yayılır.

Jeotermal kaynakların üç önemli bileşeni vardır:

1. Isı kaynağı,
2. Isıyı yeraltından yüzeye taşıyan akışkan,
3. Suyun dolaşımını sağlamaya yeterli kayaç geçirgenliği.

Jeotermal alanlarda sıcak kayaç ve yüksek yeraltı suyu sıcaklığı normal alanlara göre daha sığ yerlerde bulunur. Bunun başlıca nedenleri arasında:

• Magmanın kabuğa doğru yükselmesi ve dolayısıyla ısıyı taşıması,
• Kabuğun inceldiği yerlerde yüksek sıcaklık farkı sonucunda oluşan  ısı akışı,
• Yeraltı suyunun birkaç kilometre derine inip ısındıktan sonra yüzeye doğru yükselmesi.

Jeotermal saha, sistem ve rezervuarı birbirlerinden ayırmak üzere aşağıdaki tanımlar yapılabilir.

Jeotermal Saha:

Yeryüzünde bir jeotermal etkinliği gösteren coğrafik bir tanımdır. Eğer yeryüzünde herhangi bir doğal jeotermal çıkış yoksa, yeraltındaki jeotermal rezervuarın üstündeki alanı tanımlamakta kullanılır.

Jeotermal Sistem:

Yeraltındaki hidrolik sistemi bütün parçaları ile birlikte (beslenme alanı, yeryüzüne çıkış noktaları ve yeraltındaki kısımları gibi) tanımlamakta kullanılır.

Jeotermal Rezervuar:

İşletilmekte olan jeotermal sistemin sıcak ve geçirgen kısmını tanımlar.

Jeotermal sistemler ve rezervuarlar; rezervuar sıcaklığı, akışkan entalpisi, fiziksel durumu, doğası ve jeolojik yerleşimi gibi özelliklerine göre sınıflandırılırlar. Örneğin jeotermal rezervuarda 1 km derinlikteki sıcaklığa bağlı olarak sistemleri iki gruba ayırmak olasıdır.

a.) Rezervuar sıcaklığının 150°C' dan düşük olduğu, düşük sıcaklıklı sistemler: Bu tür sistemler genelde yeryüzüne ulaşmış doğal sıcak su veya kaynar çıkışlar gösterirler.

b.) Rezervuar sıcaklığının 200°C' dan yüksek olduğu yüksek sıcaklıklı sistemler: Bu tür sistemler ise doğal buhar çıkışları (fumeroller), kaynayan çamur göletleri ile kendini gösterir..

Jeotermal sistemlerin fiziksel durumlarına bağlı olarak sınıflandırılmaları durumunda, üç farklı rezervuar durumu tanımlanabilir.

Sıvının etken olduğu jeotermal rezervuarlar :

Rezervuardaki basınç koşullarında su sıcaklığının buharlaşma sıcaklığından daha düşük olduğu rezervuarları tanımlamakta kullanılır. Rezervuar basıncını sıvı su fazı kontrol etmektedir.

İki fazlı jeotermal rezervuarlar :

Rezervuarda sıvı su ve su buharı birlikte bulunmaktadır ve rezervuar basıncı ve sıcaklığı suyun buhar basıncı eğrisini izler.

Buharın etken olduğu jeotermal rezervuarlar :

Rezervuar basıncındaki akışkan sıcaklığının suyun buhar basıncı eğrisi sıcaklığından daha yüksek olması durumunda bu tür rezervuarlar oluşurlar. Rezervuardaki basıncı su buharı fazı kontrol etmektedir.
Bir jeotermal rezervuarın fiziksel durumu ve kimyasal özellikleri zamana bağlı olarak değişiklik gösterebileceği gibi aynı rezervuar içerisindede bir noktadan diğerine farklılıklar gösterebilir. Örneğin sıvının etken olduğu bir rezervuar, üretim sonucu oluşan basınç düşümünden dolayı, zamanla iki fazlı bir jeotermal akışkan durumuna dönüşebilir.
Jeotermal enerji, hava kirliliği yaratmayan ve dikkatli kullanıldığında çevre sorunlarını en aza indirgeme özelliği olan bir enerji kaynağıdır. Jeotermal enerji kaynağının sürdürülebilir projelerde kullanılması amaçlanmalıdır. Projelerin sürdürülebilir olması için jeotermal sistemlerin ve rezervuarların iyi bilinmesi ve varolan yeraltı özelliklerinin projelerin avantajına olacak şekilde değerlendirilmesi gerekmektedir.

JEOTERMAL ENERJİNİN DOĞASI VE DAĞILIMI

Jeotermal enerjinin doğası ve dağılımı ile ilgili üç temel terim vardır; jeotermal gradyan, ısı akışı ve jeotermal anomali.

Jeotermal gradyan dünya yüzeyinden derinlere doğru inildikçe sıcaklığın artmasından kaynaklanır. Normal olarak yerin altına doğru inildiğinde her 33 metre'de sıcaklık 1oC yükselir. Fakat jeotermal sahalarda, jeolojik yapının ve kayaç tiplerinin farklı olmalarından dolayı sıcaklık artışı çok daha fazla, örneğin 33 metre'de 5^oC olabilir.

Isı enerjisi dünya yüzeyine, kayalardan iletim yoluyla geçerek, mağmanın hareketi ile veya jeotermal suyun hareketi ile ulaşır. Isı enerjisinin iletim yoluyla düşey olarak hareket etmesine ısı akısı denir.

Bazı jeotermal alanlarda, bazı derinliklerde sıcaklıklar, komşu alandaki sıcaklıklardan farklılıklar gösterirler. Bu düzensizliğe jeotermal anomali denir. Jeotermal anomali küçük bir alan ile sınırlı olabilir ve sadece küçük bir sıcak su kaynağı anomaliyi gösterebilir. Öte yandan anomali binlerce kilometrakarelik bir alanda da oluşabilir. Jeotermal kuyuların sondajı, geliştirilmesi ve işletmesi çok pahalı işlemler oldukları için jeotermal aramalarda pozitif jeotermal anomalilerin (yüzeye yakın ve yüksek sıcaklıklı) yerleri tespit edilmeye çalışılır.

Farklı jeolojik yapılarda, jeotermal anomalilere sebep olan beş ana faktör vardır. Bu faktörlerin anlaşılması, jeotermal alanların aranmasında yardımcı olur.

Isı, farklı bölgelerde farklı hızlarda yayılır.

Isı akısındaki temel farkların sebebinin yerin yaklaşık 30 km altındaki oluşumlarda bulunduğuna inanılmaktadır. Bazı bölgelerde ısı akısı ortalamaya göre düşük, bazı bölgelerde yüksektir.

Isı akış miktarının aralığı.

Sedimentar bölümdeki her derinlikte, kayaç tipinden bağımsız olarak ısı iletiminin hızı aynıdır. Radyoaktif kaynaklar ısı iletim hızını değiştirir. Normal olarak ısı yeryüzüne sabit hızda iletilir. Fakat, eger ortamın ısıl iletkenliği anormal olarak çok düşük ise, mevcut alandaki sıcaklık komşu alanlardan fazladır. Genel olarak dünyanın heryerinde rastlanan değişik kayaç tiplerinin ısı iletkenliği birbirlerinden farklılık gösterir. Örneğin kuvarsın iletkenliği, pekişmemiş kilin iletkenliğinden altı kat daha fazladır.

Yani, eğer ısı akışı sabit ise, bir tabakadaki jeotermal gradyan, değişen ısı iletim hızına bağlı olarak, komşu tabakaya göre altı kat daha fazla olabilir. Kayaçlardaki lateral (yanal) değişiklikler ve bunlara bağlı ısı iletkenliğindeki değişiklikler çarpıcı jeotermal anomaliler yaratabilir.

Radyoaktif elementlerin konsantrasyon farkları.

Diğer faktörler jeotermal gradyanin büyüklüğünü etkiler. Radyoaktif elementler yoğunlukla üst kabukta bulunurlar fakat en fazla granitik kayalarda bulunurlar. Radyoaktif elementler sığ kabuksal alanlardaki ısı akışını hızlandırırlar. Bazı granitik kayalardaki ısı akışının üçte ikilere varan kısmı radyoaktif elementler olan uranyum, toryum ve potasyumun radyoaktif bozunumundan dolayı oluşur. Bunların arasında uranyum ve toryum aynı önemde iki radyoaktif elementtir ve radyoaktif çürümeden oluşan ısının yaklaşık olarak % 80-90'ını oluştururlar. Bu noktada, yeteri kadar büyük hacimli bir granitik kütle içinde bulunan küçük miktarda uranyumun (milyonda 5-10 parça ve toryumun (20-80 ppm) yeraltı sıcaklığını belirgin biçimde yükselttiğini not etmekte fayda vardır. Radyoaktif elementlerin konsantrasyonundaki lateral (yanal) değişimler, kayalar aynı ısıl iletkenlikte de olsa jeotermal gradyanda farklılıklara yol açar.

Tabakalar arasına giren genç mağmatik kayaçlar (Genç mağmatik sokulumlar).

Levha tektoniği teorisi (yerkabuğunun, geniş düz parçalarının hareketi) genç mağma aktivitelerinin oluşumunu açıklamaktadır. Mağma, levhaların ayrılma zonları boyunca ve levhalar arasına girerek, sırtlar oluşturur. Kabuğa doğru sokulan mağma yerkabuğuna ısı transfer eder ve bu da yüksek jeotermal gradyanlar yaratabilir. Sonuç olarak ortaya çıkan jeotermal anomaliler değerli jeotermal kaynaklar yaratabilirler.

Hidrotermal sirkülasyon.

Geçirgen kayaçlardan, kırık veya çatlak sistemlerinden geçen sular, ısıyı kayaçlardan daha hızlı taşırlar. Genç mağmatik sokulum tarafından ısıtılan sular konveksiyon akımları sonucu jeotermal sistemde dolaşır veya dolaşımdaki soğuk su mağmatik bir sokulama yaklaşarak ısınır ve hareketine devam eder. İki durumda da jeotermal enerji kabuktaki sığ derinliklere transfer edilir ve ciddi jeotermal anomalilere sebep olabilir. Termal suların yeryüzüne çıktığı noktalarda doğal sıcak su kaynakları oluşur. Diğer yerlerde termal sulara ulaşmak için kuyu açmak gerekir.

Jeotermal Enerji Üretimi

Jeotermal enerji çoğunlukla yerkabuğundaki kayaçlarda, ikincil olarak da kayaçlardaki çatlakları, gözenekleri dolduran su, su buharı veya diğer akışkanlarda bulunur. Bu yayılmış enerjiyi kullanılabilir hale getirmek için önce büyük hacimlerdeki kayaç kütlelerinden toplanması ve sonra da bir boşaltım noktasına taşınması gereklidir. Yerkabuğunun en üst bir kaç kilometrelik bölümünde neredeyse bütün kayaçlarda bulunan su, enerjiyi toplamak ve almak için bir mekanizma oluşturulmasını sağlar.

Jeotermal suyu ve sahip olduğu ısıl enerjiyi ekonomik olarak elde edebilmek için suyun içinden geçtiği kayaçların çok miktarda su içermeleri ve geçirgenliklerinin fazla olması gerekir. Kayaçın su depolayabilme kapasitesi depolama katsayısı olarak adlandırılır. Suyun geçirgenlik özelliği ise hidrolik iletkenlik veya geçirgenlik olarak adlandırılır. Çatlaklı kuvars, kireçtaşı, kırılmış volkanik kayalar, serbest kum ve çakıl yüksek depolama katsayısına ve yüksek hidrolik iletkenliğe sahiptir ve genellikle büyük miktarlarda su üretimine olanak sağlarlar.

Yüksek hidrolik iletkenliğe sahip ve kalınlığı fazla olan kayaçlara, geçirgenliği yüksek kayaçlar denir. Geçirgenliği yüksek kayaçlar ana akiferleri (geçirgen kayalar veya gözenekli ortamlar)ve en üretken jeotermal rezervuarları oluştururlar. Uzun süreli enerji üretimi için bu akiferler geniş alanlara yayılmalı ve su beslenme sahasına hidrolik olarak bağlanmalıdır.

Geçirgenliği az olan sahalarda çeşitli çatlatma yöntemleri enerji üretimini teorik olarak arttırır fakat bu tür uygulamalar jeotermal alanlarda çok ender uygulanmaktadır.

Gözenekliliği ve geçirgenliği az olan kayaçlardan enerji üretimi, sınırlı sirkülasyon çevrimleri ile sağlanabilir. Bu durumda iki kuyu birbirine kırık ve çatlaklar sistemi ile hidrolik olarak bağlıdır. Soğuk su bir kuyudan aşağıya doğru pompalanır, pompalanan su kayaçlardaki çatlaklardan geçerek iletim yoluyla ısınır ve ikinci kuyudan yukarı doğru pompalanır. Kayaçlardaki çatlakların geçirgenliği az olan kayaçlar tarafından çevrelenmesi, çevrimdeki su kaybının az miktarda kalması için önemlidir. Bu teknolojiye sıcak kuru kayaç 'HDR' teknolojisi denmektedir ve hala deneysel aşamada bulunmaktadır. Bu teknolojinin uygulanabilirliği ve ekonomisi henüz tam olarak kanıtlanmamıştır. Sıcak kuru kayaçlar, hidrolojik ortam çeşitleri arasında en uçta bulunur, çeşitlenme bu uçtan yüksek geçirgenliği olan klasik rezervuarlara ve akiferlere doğru genişler. Dünyanın kabuğundaki kayaçların çoğu sınırlı bir sirkülasyon çevrimi için çok fazla geçirgendir fakat bu geçirgenlik ekonomik olarak jeotermal akışkan üretmeye yetecek kadar fazla değildir.

Jeotermal Sistemlerin Çesitleri

Genç Volkanik Sokulumlarla Bağlantılı Hidrotermal Konveksiyon Sistemler.

Dünyanın ısısının varolduğuna dair en belirgin kanıtlar volkanik patlamalardır. Bu patlamalardan etrafa yayılan lavlar dünya yüzeyinde hemen soğur fakat yer kabuğu altındaki iç küre(lavın kaynağı) binlerce yıl boyunca ergimiş olarak kalır. Günümüzde bu mağma hücrelerine doğrudan sondaj yapılması pratik değildir. Bununla birlikte mağma sızıntısının etrafındaki kırıklar ve çatlaklar hidrotermal sirkülasyon sistemlerinin oluşumuna elverişli olabilir: yeraltı suyu, soğumakta olan mağma sızıntısının aşağılarında veya çevresinde çevrime girebilir. Bu çevrimde bir miktar ısı alan su tekrar yeryüzüne yakın alanlara döner. Sıcak ve soğuk suyun yoğunlukları arasındaki fark ısınan suyun üste çıkmasını sağlar.

Genç Magmatik Sokulumlar Tarafindan Etkilenen Hidrotermal
Taşınım Sisteminin şeması

Çatlak (Fay) Kontrollü Sistemler.

Hidrotermal taşınım(konveksiyon) sistemlerinin çoğu genç volkanik sızıntıların olduğu yerlerde bulunmaz. Bunun yerine bu jeotermal sistemler ısılarını, geçirgen alanlar boyunca suyun derinlere doğru sirkülasyonuna izin veren geniş hacimli kayaçlardan alırlar. Bu alanlar, stratigrafik yataklar veya çatlaklar ve birbirine bağlantılı kırık sistemleri olabilir. Su sıcaklığı birinci olarak bölgesel ısı akımının büyüklüğüne ve su çevriminin derinliğine bağlıdır. Hidrotermal taşınım sistemlerinin kollarına beslenme (reşarj) dağlık alanlarda ve bitişik vadilerde meydana gelir. Kırık ve çatlaklar aşağıdaki şekilde gösterilenden farklı olabilirler, önemli olan kırıkların yükselen sıcak su için yeterli derecede geçirgen olmalarıdır.

Genç Magmatik Sokulumların Etkisi Altında Olmayan, Fay Kontrollü,
Meteorik Su Sirkülasyonuna Bağlı Hidrotermal Taşınım Sistemi

İletkenliği Düşük Katmanların Altında Gizlenen Radyojenik Isı Kaynakları.

Granitik plutonik kayaçlar göreceli olarak yüksek miktarlarda uranyum ve toryum içerirler. Bu elementlerin radyoaktif parçalanması ısı enerjisi açığa çıkarır. Radyojenik pluton içindeki ısı akımı, komşu kayaçtaki (içine sokulunan) kayaç) ısı akımından fazladır. Eğer granitik kayaçlar düşük ısı ilekenliği olan katmanlar tarafından çevrelenmişse bu katmanların tabanında yüksek sıcaklıklar oluşabilir. Jeotermal anomalinin şekli radyojenik kaynağın şekline, kalınlığına ve üstteki tabakaların termal iletkenliğine bağlıdır.

Yer Basınçlı (Geopressured)- Jeotermal Rezevuarlar.

Yer Basınçlı - jeotermal rezervuarlar, üzerlerindeki kayaçlar tarafından su sütununun basıncını aşan basınç altında bırakılan akiferlerdir. Yer basınçlı jeotermal alanda bulunan ve daha az gözenekli olan katmanlar suyun yukarıya doğru sızmasını ve ısı transferini önler Yer basınçlı katmanlardaki su çok yüksek miktarda ısı içerir, ayrıca bu su çözünmüş metan (Doğal gazın ana bileşeni) açısından da zengindir.

Yer basınçlı jeotermal rezervuarlardan jeotermal enerji ve çözünmüş metan üretimi halen gelişmekte olan bir teknolojidir. Temel olarak derin petrol kuyusu sondajında kullanılan yöntemlerin benzerleri kullanılır. Sondaj masrafları ancak çok güçlü finansal yapıları olan kurumlar tarafından karşılanabilir. Günümüzde sadece sıcak su kullanımı için böyle kuyuların açılması ekonomik değildir. Eğer metan üretimi ile birleştirilirse yer basınçlı jeotermal rezervuarlar ekonomik olabilirler.

Derin Bölgesel Akifer İçindeki Jeotermal Rezervuarın Şematik Modeli

Derin Bölgesel Akiferler.

Kabuktaki aşağı doğru eğimli oluklar, yeraltı sularını dağlık alanlardaki beslenme alanlarından toplar. Bu su daha sonra tortul kayaçlardan geçerek aşağı doğru iner ve jeogradyanden dolayı buralarda ısınır.

Bu tür havzalarda eğer hidrolik iletkenlik yüksekse veya çatlaklar suyun artezyenik basınç sayesinde yukarı doğru yükselmesine izin veriyorsa, jeotermal su deliklerden yeryüzüne ulaşabilir. Artezyenik basınç termal suyun yüzeye ulaşması için yeterli olabilir. Düşük termal iletkenliğe sahip tortullarda eş sıcaklık eğrileri (izoterm) yüzeye doğru eğilebilirler ve jeotermal suyu yüzeyin çok yakınına getirebilirler.

Referans

What is geothermal energy? M.H.Dickson and M.Fanelli, Istituto di Geoscienze e Georisorse, Pisa, Italy.

“İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü (Jeotermal Enerji Araştırma Geliştirme Test ve Eğitim Merkezi ), 2004.

Dünyada Jeotermal Enerji

Jeotermal Enerjinin Tarihçesi

· M.Ö. 10.000: Jeotermal akışkandan Akdeniz Bölgesi'nde çanak, çömlek, cam, tekstil, krem imalatında yararlanıyorlardı.
· M.Ö. 1.500: Romalı'lar ve Çin'liler doğal jeotermal kaynakları banyo, ısınma ve pişirme amaçlı olarak kullanıyorlardı.
· 630: Japon İmparatorluğu'nda kaplıca geleneği yaygınlaştı.
· 1200: Jeotermal enerji ile mekan ve su ısıtması yapılabileceği Avrupa'lılar tarafından keşfedildi.
· 1322: Fransa'da köylüler doğal sıcak su ile evlerini ısıtmaya başladı.
· 1800: yine Fransa'da yerleşim birimlerinin jeotermal enerji ile ısıtılması yaygınlaştı.
· 1800: ABD'de kaplıcacılık hızla yaygınlaşmaya başladı.
· 1818: F. Larderel ilk defa jeotermal buhar kullanarak Borik Asit elde etti.
· 1833: P. Savi tarafından İtalya'daki Larderello Bölgesi'nin altındaki jeotermal rezervuarın yayılımı araştırıldı.
· 1841: İtalya (Larderello)'da yeni teknikler kullanılarak jeotermal kuyularının açılmasına başlandı.
· 1860: ABD (California)'da "The Geysers" tesisleri açıldı.
· 1870: ABD'de kaplıca ve benzeri yerlere büyük talep doğdu.
· 189: ABD (Boise Idaho)'da ilk jeotermal bölge ısıtma sistemi uygulaması gerçekleşti.
· 1900: California (Calistoga)'da otuzdan fazla kaplıca merkezi açıldı.
· 1904: İtalya'da Larderello jeotermal buhardan ilk elektrik üretimi sağlandı.
· 1920: California (The Geysers)'de ilk jeotermal kuyular açıldı.
· 1929: Oregon (Klamath Falls)'da evler jeotermal enerji ile ısıtıldı.
· 1930: İzlanda'da büyük ölçekli merkezi ısıtma projesi çalışmaları başladı.
· 1930: İzlanda, ABD, Japonya ve Rusya'da jeotermal akışkanın kullanımı yaygınlaştı.
· 1943: İtalya (Larderello) jeotermal sahasından elektrik üretimi 132 MWe kapasiteye erişti.
· 1945: Süt pastörizasyonunda ilk kez jeotermal akışkandan yararlanıldı.
· 1945: ABD'de buzlanmaya karşı yer ısıtmasında, hacim ısıtmasında ve sera ısıtmacılığında jeotermal ısı kullanıldı.
· 1958: Yeni Zelanda'da "Flash Metodu" ile jeotermal elektrik üretimine başlandı.
· 1960: California (The Geysers) jeotermal alanında ticari elektrik üretimi için ilk kez kuru buhar kullanıldı.
· 1963: Türkiye'de ilk jeotermal sondaj kuyusu İzmir (Balçova)'de açıldı.
· 1966: Japonya'da ilk jeotermal elektrik santrali kuruldu.
· 1968: Türkiye'de elektrik üretimi amaçlı ilk jeotermal kuyu Denizli (Kızıldere)'de açılarak, Denizli (Kızıldere) jeotermal alanı keşfedildi.
· 1969: İkincil çevrim jeotermal teknolojiler ABD (California)'de başarı ile uygulandı.
· 1969: Fransa'da büyük jeotermal ısıtma projeleri başladı.
· 1970: Çin'de ilk kez elektrik üretiminde jeotermal akışkandan yararlanıldı.
· 1975: ABD (California)'de "The Geysers" jeotermal alanındaki kaynaklardan 500 Mwe'lık elektrik üretimi kapasitesine ulaşıldı.
· 1978: ABD (Nevada)'de ilk jeotermal gıda kurutma tesisi kuruldu.
· 1978: Meksika (New Mexico)'da kızgın kuru kayada jeotermal rezervuar oluşturulup test edilmeye başlandı.
· 1979: Endonezya'da ilk jeotermal elektrik üretimi gerçekleştirildi.
· 1980: Batı Amerika'da bazı jeotermal elektrik santralleri kuruldu.
· 1981: Hawaii (Puna)'de kurulan jeotermal tesisler faaliyete geçti.
· 1982: Türkiye'de Aydın (Germencik) jeotermal alanı keşfedildi.
· 1983: Türkiye'de kuyu içi eşanjörlü ilk jeotermal ısıtma sistemi İzmir (Balçova)'de kuruldu.
· 1984: Türkiye'nin ilk ve Avrupa'nın İtalya'dan sonra ikinci jeotermal enerji santrali (20.4 MWe kapasiteli) Denizli (Kızıldere)'de hizmete açıldı.
· 1984: ABD (Oregon)'de mantar yetiştiriciliğinde jeotermalden yararlanıldı.
· 1985: Jeotermal elektrik santrallerinde yaklaşık 2.000 MW'lık elektrik üretim kapasitesine ulaşıldı.
· 1987: ABD (Nevada)'de jeotermal akışkan altın üretiminde kullanıldı.
· 1987: Türkiye'nin ilk jeotermal merkezi ısıtma sistemi Balıkesir (Gönen)'de işletmeye açıldı.
· 1990: ABD'de jeotermal elektrik üretimi kurulu kapasitesi 3.000 MWe'e yükseldi.
· 1992: Dünya'da 21 ülkede jeotermal elektrik üretimi yaklaşık 6.000 MWe'e ulaştı.
· 1996: Türkiye'de 15.000 konut ana kapasiteli İzmir (Balçova) jeotermal merkezi ısıtma sistemi devreye girdi.
· 2000: Tüm Dünya'da jeotermalden yaklaşık 8000 MWe jeotermal elektrik ve 17.000 MWt civarında jeotermal doğrudan kullanım gerçekleştirildi.
· 2001: Türkiye'nin jeotermal kurulu ısıtma gücü 493 MWt'e ulaştı. Türkiye böylece jeotermal elektrik dışı uygulamalarda Dünya'nın 5. büyük ülkesi durumuna geldi.

Dünyada Jeotermal

Dünyada;1995'den 2000 yılına kadar, jeotermal elektrik üretiminde %17, jeotermal elektrik dışı uygulamalarda ise % 87 artış olmuştur.

Filipinler'de toplam elektrik üretiminin %27'si, Kaliforniya Eyaleti'nde %7'si, İzlanda'da toplam ısı enerjisi ihtiyacının %86'sı jeotermalden karşılanmaktadır.

Dünyada jeotermal elektrik üretiminde ilk 5 ülke sıralaması:A.B.D., Filipinler, İtalya, Meksika ve Endonezya Dünyada jeotermal ısı ve kaplıca uygulamalarındaki ilk 5 ülke sıralaması: Çin, Japonya, A.B.D., İzlanda ve TÜRKİYE

2000 yılı itibariyle, dünyadaki jeotermal elektrik üretimi 7974 MW elektrik kurulu güç olup, 65 Milyar kWh/yıl üretimdir.

Jeotermalin doğrudan kullanımı ise 17174 MW termal olup, 3 Milyon konut ısıtma eşdeğeridir. Dünyada 10 bin dönüm, Türkiye'de is 500 dönüm jeotermal sera vardır. Şanlıurfa'daki yaklaşık 250 dönümlük jeotermal seradan Avrupa'ya ihracat yapılmaktadır.

Dünyada ve Türkiye'de Jeotermal Kullanımı

Jeotermal Enerjinin Elektrik Dışı Uygulamaları

Hedefler

Jeotermal ısıtmada Dünyada 2010 yılı hedefleri;

Türkiye'de 500.000 ev (DPT Sekizinci Beş Yıllık Kalkınma Planı Jeotermal Raporu)
(Türkiye jeotermal kaynaklarıyla bugünün teknik ve ekonomik şartlarında potansiyel jeotermal ısıtma yerleşim birimleri 935.000 konut olarak belirlenmiştir. Ancak, bu değerin 10 yıl içersinde 500.000'inin emniyetli bir varsayım ile gerçekleşeceği planlanmaktadır).

Avrupa'da 3 milyon ev,

A.B.D.'de ise 7 milyon evin jeotermal ile ısıtılmasıdır.

Dünyadaki Jeotermal Kuşaklar

Dünyadaki yüksek ısı akısı gösteren jeotermal kuşakların dağılımı, petrol alanlarında olduğu gibi belli jeolojik özellik gösteren kuşaklar şeklindedir. Bu alanlarda diğer bölgelere göre daha fazla ısı akısı bulunmaktadır.

Dünyadaki jeotermal enerji açısından önemli kuşaklar ve ülkeler aşağıda verilmektedir;
Okyanus ortası ve rift zonları (İzlanda)

Volkanik ada yayları ve yitim zonları (Japonya, Filipinler, Endonezya, Yeni Zelanda, A.B.D., El Salvador, Nikaragua, Şili vd.)
Genç orojenik kuşaklar (Alp Kuşağı; Fas, Cezayir, İtalya, Yugoslavya, Yunanistan, Türkiye, İran Hindistan, Çin)
Sıcak noktalar - hot spots (Hawaii vb.)

Jeotermal kaynaklar rezervuar sıcaklıklarına göre şöyle sınıflandırılmaktadır

Yüksek sıcaklıklı alanlar (150 °C'dan fazla)
Düşük sıcaklıklı alanlar (150 °C'dan düşük)
Yüksek sıcaklıklı alanlar başlıca elektrik üretiminde, düşük sıcaklıklı alanlar ise ısıtmacılık başta olmak üzere diğer kullanımlarda yararlanılmaktadır.

Referans

- Türkiye Jeotermal Derneği.

- İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü (Jeotermal Enerji Araştırma Geliştirme Test ve Eğitim Merkezi, 2004.

- Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü (MTA) .

- T.C. Başbakanlık Devlet Planlama Teşkilatı Sekizinci Beş Yıllık Kalkınma Planı, Madencilik Özel İhtisas Komisyonu Raporu, Enerji Hammaddeleri Alt Komisyonu, Jeotermal Enerji Çalışma Grubu, 2001.

- T.C. Başbakanlık Devlet Planlama Teşkilatı Dokuzuncu Kalkınma Planı (2007-2013), Madencilik Özel İhtisas Komisyonu Raporu, Enerji Hammaddeleri Alt Komisyonu, Jeotermal Enerji Çalışma Grubu, 2006.

Türkiye'de Jeotermal Enerji

Ülkemiz 31500 Mwt'lik jeotermal potansiyel ile Dünyada ilk 10 Ülke arasındadır. Türkiye jeotermal kullanımında Dünya'da 5. Avrupa'da 1. dir.

Zengin jeotermal potansiyelimizin tamamının harekete geçirilmesi halinde, entegre kullanımlarla birlikte;

•  1000 Mwe (yılda 8 milyar Kwh elektrik (3.000.000 konutun ihtiyacına denktir) (Net 800 milyon $ gelir)

•  500.000 konut eşdeğeri ısıtma (Yılda 1 milyar m3 doğalgaz ithali önlenmiş olacaktır. Yılda 400 milyon $ döviz tasarruf),

•  30.000 dönüm sera ısıtması;
       30.000 kişiye istihdam,
       600 milyon ABD Doları net gelir sağlanacaktır.

•  400 adet termal tesis;
       1.000.000 yatak kapasitesi,
       250.000 kişiye istihdam,
       5 Milyar ABD Doları net gelir .

YILDA TOPLAM 6.8 MİLYAR $ NET GELİR SAĞLANACAKTIR.

------------------------------------------------------------------------------

Jeotermal Kaynaklarda;

•  Muhtemel Toplam Potansiyelimiz:

       Elektrik : 2000 MWe
       Termal : 31.500 MWt

•  Görünür (açığa çıkarılan) Potansiyelimiz:

       Elektrik : 93 MWe
       Termal : 4000 MWt

Genel Müdürlüğümüz Jeotermal Enerji Kaynakları olarak elektrik üretimine yönelik çalışmalar ile ilgilenmektedir.

Mayıs 2009

Jeotermal Enerjinin Kullanım Alanları

Ulaşılabilecek Yayınlar

Tezler
http://geocen.iyte.edu.tr/turkish/thesisTurkish.htm

Raporlar
http://geocen.iyte.edu.tr/turkish/geocenReportsTurkish.htm

teskon jeotermal seminer kitapları
http://geocen.iyte.edu.tr/turkish/teskon2001Turkish.htm
http://geocen.iyte.edu.tr/turkish/teskon2003Turkish.htm

Diğer yayınlar
http://geocen.iyte.edu.tr/turkish/otherReportsTurkish.htm

Dokuz Eylül Üniversitesi, Jeotermal Enerji Araştırma ve Uygulama Merkezi (JENARUM) tarafından yapılmış araştırmalar
http://eng.deu.edu.tr/jenarum/turkish/giris.htm

Hacettepe Üniversitesi, Uluslararası Karst Su Kaynakları Uygulama ve Araştırma Merkezi (UKAM) tarafından yapılmış araştırma projeleri
http://www.hidro.hacettepe.edu.tr/eski/ukam_turk.html

Süleyman Demirel Üniversitesi, Yenilenebilir Enerji Kaynakları Araştırma ve Uygulama Merkezi (YEKARUM) tarafından yapılmış araştırma projeleri
http://yekarum.sdu.edu.tr/index.html

Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü, Yer Bilimleri Data Merkezi tarafından kullanıma sunulmuş etüt raporları
http://iis.mta.gov.tr/

Geothermal Education Office tarafından yapılmış araştırma ve yayınlar
http://geothermal.marin.org/

İnternational Geothermal Association tarafından yapılmış araştırma ve yayınlar
http://iga.igg.cnr.it/index.php

Isı Pompası Çalışmaları

Alternatif enerji kaynakları arasında, yer ısısı önemli bir yer tutmaktadır.

Toprak kaynaklı ısı pompası teknolojisi, yeryüzünün belirli bir derinliğinde sıcaklığın yıl içinde nispeten sabit kalması gerçeğine dayanır. Yer ısısı pompası sayesinde tek bir binayı bile hem ekolojik hem de ekonomik olarak uygun bir şekilde ısıtmak mümkün olmaktadır.

Konfor amaçlı kullanılan ısı pompaları;

•  yazın gerekli soğutmayı,
•  kışın ise gerekli ısıtmayı sağlayacak şekilde dizayn edilirler.


Yer kaynaklı ısı pompası sistemlerinde üç ana kısım veya alt sistem bulunmaktadır.

Bunlar;

•  Isı taşıyıcı akışkan ile jeokütlenin temasını sağlayarak, ısı alışverişine olanak sağlayan boru düzenleri yani, ısı değiştiricileri,
•  Jeokütleden elde edilen ısıyı binaya aktaran sistem, yanı ısı pompası.
•  Bina içindeki mahalleri ısıtmak veya soğutmak için gerekli olan ısıdan yararlanma tesisi yani, ısı dağıtım tesisi. 

ISI POMPALARI NASIL ÇALIŞIR?

Isı pompası, düşük sıcaklıklı kaynaklardan (hava, su, yer) ısıyı süzen ortamsal enerji teknolojisidir, su ve yer ısıtması için ihtiyaç duyulduğunda sıcaklığı yükseltir ve yayar. Isı pompaları soğutma amaçlı olarak da ters olarak çalışır.

Dış hava sıcaklığı, mevsimlere göre değişkenlik göstermekle birlikte belli bir derinlikten itibaren yer ısısı nispeten sabit kalır. Bir iç üniteyle toprak altına gömülmüş bir ısı değiştiricisinden meydana gelen Toprak Kaynaklı Isı Pompası Sistemi yer ısısını enerji kaynağı olarak kullanır.


TOPRAK–SU KAYNAKLI ISI POMPASI SİSTEMİNİN AVANTAJLARI

1.Temizlik – Çevre kirliliği yaratmaz
2. Yüksek verim –Düşük işletme maliyeti
3. Üstün konfor kalitesi – Isıtmada süreklilik
4-Düşük enerji harcaması
5-Daha küçük ünite kullanım imkânı
6-Basit sistem
7-Düşük bakım ihtiyacı
8-Daha iyi bağımsız konfor
9-Daha hızlı geri ödeme (enerji+ömür+bakım)
10-Daha çok kullanılabilir alan imkânı
11-Daha az servis ihtiyacı
12-Görüntü problemi olacak bir dış ünite yok
13-Bağımsız zon kontrol imkânı
14-Bağımsız elektrik harcama ölçüm imkânı
15-Her zon isteğe göre her an ısıtılabilir ya da soğutulabilir

TOPRAK KAYNAKLI ISI POMPALARININ BİNALARDA KULLANIMI:

1-Yatay Borulama: Yatay ısı değiştiricileri, genellikle arsa alanının uygun olması durumunda kullanılırlar. Yatay sistemler tek bir hendek veya birbirine yakın hendekler içine bir veya birden fazla borunun yerleştirilmesiyle oluşur, Bu ısı değiştiricilerinin iyilik derecesi borular arasındaki mesafeye bağlıdır. Spiral veya düz boru şeklinde döşenebilirler.

Hafriyat maliyeti, sistemin ilk yatırım maliyetinin önemli bir kısmını oluşturduğunda, spiral yer ısı değiştiriciler kullanarak sistemin ilk yatırım maliyetini düşürmek mümkündür.

2-Dikey Borulama: Arsa alanlarının sınırlı olduğu, su tabakasının yüzeyden çok derinde olduğu durumlarda ve zeminin kayalık olduğu durumlarda bu sistemler yaygın olarak kullanılır. Bu nedenle dikey pompalar yer ısısını iletmek açısından oldukça ideal pompalardır.

Sondaj yapılacak yerde;

•  Yer ile ilgili onayın bulunması
•  Her hava koşulunda araç ile girilebilecek bir yer olması
•  Arazi eğiminin maksimum %5 olması
•  Sondaj noktasından her hangi bir şebekenin geçmemesi
•  Sondaj ve yardımcı makineler için yeterli yerin bulunması
•  Su mevcut olması
•  Elektrik temini (1x230 V veya 3x400V)
•  Sondaj çamurlarının bertarafı için çukur veya hendek bulunması ÖNEMLİDİR.

İlgili Linkler

Türkçe Linkler

http://www.mta.gov.tr
http://www.ilbank.gov.tr
http://www.epdk.gov.tr
http://www.mmo.org.tr
http://www.jmo.org.tr
http://www.jeotermaldernegi.org.tr

Yabancı Linkler

http://www.earthenergy.ca/conta.html
http://www.bl-a.com/ecb/reports.htm
http://www.eere.energy.gov/geothermal/
http://www.pnl.gov/fta/
http://geothermal.marin.org/
http://www.geothermal-biz.com/
http://www.nrel.gov/
http://rglsun1.geol.vt.edu/
U.S. Department of Energy (Geothermal Energy Technical Site):
http://geothermal.id.doe.gov
U.S. Department of Energy (Geothermal Energy):
http://www.eren.doe.gov/geothermal
U.S. Department of Energy (GeoPowering the West)
http://www.eere.energy.gov/geopoweringthewest
Office of Scientific and Technical Information (Geothermal Home Page):
http://www.doe.gov/get/gethome.html
Sandia National Laboratories (Geothermal Research Department)
http://www.sandia.gov/geothermal/
Energy Quest - California Energy Commission
http://www.energy.ca.gov/education/
Energy Information Administration
http://www.eia.doe.gov/kids/kidscorner.html
GeoHeat Center (Low Temperature Uses of Geothermal Water and Heat):
http://www.oit.edu/~geoheat
Increasing Output at the Geysers: 29 mile-long wastewater pipeline
http://geysers-pipeline.org/
International Ground Source Heat Pump Association (Geothermal Heat Pumps):
http://www.igshpa.okstate.edu
International Geothermal Association
http://www.demon.co.uk/geosci/igahome
Geothermal Resources Council (Geothermal Industry Association):
http://www.geothermal.org
Geothermal Energy Association (Industry Trade Association):
http://www.geotherm.org
Geothermal Heat Pump Consortium
http://www.geoexchange.org
California Department of Conservation, Department of Oil, Gas and Geothermal Resources:
California Energy Commission (Geothermal Energy):
http://www.energy.ca.gov/development/geothermal
Center for Renewable Energy and Sustainable Energy Technologies (CREST):
http://solstice.crest.org/geothermal/index.html
Southern Methodist University (Geothermal Lab)
http://www.smu.edu/~geothermal
Underwater Voyage to Puna Ridge
http://www.punaridge.org/
U.S. Geological Survey (plate tectonics)
http://www.geology.er.usgs.gov/eastern/tectonic
World Bank Group (general info)
http://www.worldbank.org/html/fpd/energy/geothermal

GEOTHERMAL RESEARCH FOLKS (technical and non-technical):

Drilling & Instrumentation Research:
David Glowka, Sandia National Laboratory
daglowk@sandia.gov
Exploration Research
Paul Kasameyer, Lawrence Livermore National Laboratory
kasameyer1@llnl.gov
Reservoir & Exploration Research
Marcelo Lippmann, Lawrence Berkeley National Laboratory
mjlippmann@lbl.gov
Exploration & Reservoir Research
Joel Renner, Idaho National Engineering Laboratory
http://geothermal.id.doe.gov

İletişim