Jeotermal Enerji Tesislerinde Kompozit Kullanımı
En önemli alternatif enerji kaynaklarından biri jeotermal enerjidir. Günümüzde azalan kaynaklar, iklim krizi ile beraber yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımı ve bu kaynaklara duyulan ihtiyaç artmıştır. Jeotermal enerji yenilenebilir, tükenmez ve çevre dostu bir enerji kaynağıdır. Jeotermal enerji tesislerinde kompozit malzemelerin kullanımı giderek artmaktadır. Bunun sebebi ise diğer malzemelerle kıyaslandığında kompozit malzemelerin bazı üstünlükler sunmasıdır.
Jeotermal, İngilizce geo (yer) ve thermal (ısı) kelimelerin birleşiminden oluşmuştur. Kelimenin Türkçe karşılığına baktığımızda; yer ısısı diyebiliriz. Yer kabuğunun içinde birikmiş olan ısıya genel olarak Jeotermal denir. İçinde birçok farklı element ve diğer maddeleri içeren doğal sıcak su, buhar ve gazlara ise jeotermal akışkan denir. Bu akışkanların sahip olduğu ve ısının yarattığı enerjiye ise jeotermal enerji denir.
Jeotermal sıvılar kaynağa bağımlı olarak değişkenlik gösterebilmektedir. Sıvı kompozisyonu, çoğu zaman sıvının maruz olduğu yüzey üstü çevre ve rezervuar bölgesi kayaçlarının içerdiği makro elementlerden etkilenmektedir. Bu sıvılarda en çok gözlenen bileşenler; Na
+, K
+, Ca
2+, Mg2+, Cl
-, SiO
2, HCO
3 -, CO
3 - , SO
4 2- ve CO
2lmuştur. Bu bileşenler jeotermal sistemlerde kullanılan malzemelerde önemli etkilere sebep olmaktadır. Bu jeotermal akışkanların taşındığı geleneksel boru malzemelerine göre kompozit malzemeler bu bileşenlerin oluşturduğu etkilere büyük bir dayanıklılık göstermektedir.
Jeotermal sıvıların içerdiği bileşenler sebebi ile özellikle taşıyıcı borularda korozyon, kabuklaşma gibi hasarlar oluşabilmektedir. Oluşan hasarlar ise jeotermal enerji üretiminde büyük ekonomik kayıplar yaratabilmektedir. Kompozit malzemeler; yüksek dayanıklılık ve mekanik performansa sahiptir. Bu sebeple de hasar oluşumunun kompozit taşıyıcı borularda daha az olduğu gözlenmektedir. Özellikle fiberglas kompozitler, jeotermal enerji tesislerinde sıklıkla kullanılmaktadır.
Kompozit malzemeler dışında; taşıyıcı borularda karbon çeliği, paslanmaz çelik, yumuşak demir, pvc, PE kullanılmaktadır. Bu malzemelerle kıyaslandığında ise kompozit en yüksek dayanıklılığa sahiptir. Aynı zamanda diğer malzemelerde kırılma, sürünme oluşabiliyorken; kompozit malzemeler korozyona karşı yüksek dayanıklılık göstermektedir. Karbon çeliği ve paslanmaz çelik; 370 derece ısıya kadar dayanabilir fakat korozyona karşı dayanıksızdır ve form değiştirebilir. Öte yandan kompozit, 150 derece sıcaklığa kadar dayanabilir ama form değiştirmez.
Kompozit malzemeler bu özellikleri ile beraber jeotermal enerji tesislerinde, oluşacak hasarların ve maddi kayıpların önüne geçebilir. Türkiye’de Çeşme Jeotermal Enerji Tesisi’nde kompozit malzemeler kullanılmaktadır. Bu tesiste yapılan incelemeler sonucunda da kompozitlerin dayanıklılığı görülmüştür. Jeotermal enerji gibi alternatif ve yenilenebilir kaynaklara yönelim büyük önem taşımaktadır. Bu tesislerde kullanılacak malzemeler; tesisin ömrü, dayanıklılığı ve yeterliliği açısından önemlidir.
Kaynakça
• Metin Tanoğlu - Kompozit Malzemeler ve Jeotermal Uygulamaları
• Polymer-cement composites with self-healing ability for geothermal and fossil energy applications ; M Ian Childers, Manh-Thuong Nguyen, Kenton A Rod, Phillip K Koech, Wooyong Um, Jaehun Chun, Vassiliki-Alexandra Glezakou, Diana Linn, Timothy J Roosendaal, Thomas W Wietsma, Nicolas John Huerta, Barbara G Kutchko, Carlos A Fernandez
• Metin Tanoğlu, Murat Toğulga, Gülden Gökçen - Kompozit Boruların Mekanik Özellikleri ve Jeotermal Akışkan Ortamında Dayanımının Deneysel Analizi
Hazırlayan: Nilsu Kotil
