Neleri GÖremiyoruz

5.8. ENERJİ

DEPOLAMA

5.8.1. YERALTINDAKİ DOĞAL SU

HAVZALARINDA

ENERJİ DEPOLAMA
Yeraltında bulunan “akifer” denilen su havzaları ısı pompası aracılığı ile enerjilerini bize aktarabilirler. Hatta, yeterli sıcaklık ya da soğukluğa erişildiğinde ısı pompası değil sadece sirkülasyon pompası kullanarak yer altı deposundaki sudan ısıtma ve soğutma amacı ile yararlanabiliriz. Mekanik yolla ilave bir enerji ünitesi kullanılmayan bu sisteme "pasif ısıtma" ya da "pasif soğutma" denmektedir. Bir kısmı, Prof. Dr. Halime Ö.PAKSOY’dan¹⁰⁷ alınan aşağıdaki bilgiler, dünya genelinde yeni bir enerji kaynağı olarak değerlendirilen yer altı su rezervlerine dikkat çekmektedir.
Bu depolama sıcak ve soğuk olarak iki amaçlı yapılmaktadır. Soğuk depolamada, yer altı suyu açılan kuyu vasıtası ile kışın çekilir ve soğutulup tekrar kuyuya enjekte edilir. Soğutmak için yüzey sularından ve dış ortamdan yararlanılır. Değiştiriciler aracılığı ile soğutulan su tekrar yeraltına gönderilir ve yazın kullanmak amacı ile depolanır. Yazın, mekanı soğutmak için kullanılan bu su, kullanım sırasında ısınır. Bu kez sıcak suyun depolanması için bir başka kuyuya ya da yer altı su rezervine pompalanır. Ayrıca bu sıcak deposunun ısısını yükseltmek için, soğuk depoda olduğu gibi dış ortam sıcaklığından yararlanarak hatta güneş kolektörleri yardımı ile ısıtılan su ile kışın kullanmak üzere enerji depolanır..
Bu yolla elde edilen doğal sıcaklığın yeterli olmadığı durumlarda ısı pompasından yararlanılır. Ya da klasik sitemle çalışan bir ısıtıcı veya soğutucunun takviyesi ile sıcaklık istenen seviyeye getirilir.
5.8.2. YAPAY KANAL VEYA

KUYULARDA ENERJİ

DEPOLAMA
Yer altı suyu bulunmayan yerlerde, yeraltında açılan düşey kanallar birbirleri ile irtibatlandırılır. Bu kuyuların içinde ısıl enerji taşıyan bir akışkanın dolaşabileceği kapalı devre boru sistemi vardır.

Isı transferi aynen su havzalarındaki gibi yapılır.

Amerika’da bu kuyularla çalışan ısı pompalı uygulamalara Jeotermal enerji ile ilişkisi olmasa da “Jeotermal ısı pompası” adı verilmektedir.
5.8.3. KORUNAKLI DEPOLARDA

ISI DEPOLAMA
Her türlü yoldan elde edilen ısının gerektiği zaman kullanılabilmesi için, elektriğin akülerde toplanması örneğinde olduğu gibi toprak alltı veya üstünde oluşturulan korunaklı ve izolasyonlu depolarda saklanması mümkündür.
Bu amaçla ısıyı uzun süre sakladığı bilinen çakıl, kum veya sudan yararlanılır. Bu malzemelerle doldurulan deponun içinden geçirilen yatay boru kanalları dış mekanda elde edilen ya da bir işlem atığı olarak elde edilen ısıl enerjiyi çakıl, kum veya suya aktarır. Gereken zamanda yine aynı yöntemle, depolanan ısıl enerji geri alınır ve kapalı mekanda değerlendirilir.

( Şekil )

Bu depolama yöntemine farklı örnekler oluşturulabilir. Örneğin; aralıklı olarak raflara dizilen pet şişelere doldurulan suyun arasından geçirilen sıcak havanın ısıttığı bir mekan, güneşin olmadığı saatlerde gündüz ısınmış olan, yine aynı şişelerin olduğu hacımdan geçirilen hava ile ısıtılmaktadır.( Şekil )
Bir başka örnekte de çatı yüzeyine yerleştirilen naylon torba içindeki sular gündüz ısınmakta, geceleyin açılan alt kapaklar vasıtası ile iç mekanı ısıtabilmektedir. Ya da yazın soğutma amacı ile, gece açılan üst kapaklar vasıtası ile soğutulan su, gündüz vakti açılan alt kapaklar ile iç mekanı serinletmektedir.( Şekil )
Sıcak iklimin hakim olduğu bazı ülkelerde sabah ayazında istifade ile buz elde edilebilmekte ve aşağıdaki yöntemle depolanabilmektedir. Toprak yüzeyinde, yaklaşık bir karış yüksekliğinde oldukça büyük bir yüzey elde etmek üzere havuz oluşturulmakta ve içindeki suyun üzerinde sabah ayazında oluşan ince buz tabakası, hemen yanındaki derin kuyunun içine süpürülmektedir. Üzeri bitkisel bir izolasyon malzemesi ile örtülen buz kuyusunun üstü de, güneşin etkisini azaltmak için, yanlarda hava vantilasyon delikleri açılmış yüksek bir toprak kubbe ile örtülmektedir.( Şekil )
5.8.4. DÜNYADAKİ DURUM
5.8.1. de anlatılan, yeraltındaki su havzalarında depolama uygulaması en çok Çin, Hollanda ve İsveç’tedir 5.8.2. deki kanal depolama ise Amerika, Almanya ve yine İsveç’te yaygındır.
İsveç’te 23 toprak altı su deposu “Akifer”deki depolama projesinin değerlendirilmesinde şu sonuçlar alınmıştır :

Soğutma amaçlı depolamada %90-95,

Soğutma ve ısıtma amaçlı depolamada %80-85, Sadece sıtma amaçlı depolamada % 60-70

enerji tasarrufu sağlandığı görülmüştür.

Amerika’da New Jersey’de 1996 yılında, 130 m derinliğinde 400 adet kanalda yapılan soğuk depolama sonucunda 5.6 MW soğutma kapasitesi elde edilmiştir. Bu enerji tasarrufunun karşılığı; 459 otomobilin ürettiği CO2, 186 otomobilin ürettiği Nox ve 3395 Otomobilin üretip atmosfere yaydığı SO2 emisyonundan kurtulmak demektir.
Belçika’da komşusu Hollanda ile birlikte yürütülen “akifer” depolama teknolojisi hükümet tarafında % 35 oranında desteklenmektedir. Hollanda’nın bu konuda öncü ülkelerden biri olmasının nedeni, soğutma amaçlı depolamanın özendirilmesi ile ilgili yasadır.
Farklı bir uygulama olarak Japonya ve İsviçre’de yollardaki buzlanmayı önlemek amacı ile ısıl enerji depolaması yapılmaktadır. Yine Japonya’da bu sistemlerle sağlanan ısıl enerji tasarrufun yarısı kadar bir teşvik primi tüketiciye verilmektedir.
5.8.5. TÜRKİYE’DEKİ DURUM

“Türkiye’de de, yer altı ısıl enerji depolama potansiyeli yüksek bölgeleri gösteren haritalar çıkarılmıştır. Çukurova Üniversitesi Balcalı hastanesinde termal enerjinin akiferde depolanması ile elde edilen sonuçlar şöyle özetlenmiştir: Bu yolla 1000 ton fuel oil ve 3000 MWh elektrik tasarrufu elde edileceği görülmüştür. Bu iş için gereken 1 milyon dolarlık yatırım kendisini iki yılda geri ödemekte daha sonra her yıl 500.000 dolarlık daha az enerji harcaması yapılmaktadır.” ¹⁰⁸

Bu projelerin ülke genelinde uygulanabilmesi ile enerji kaynakları tüketiminde % 10 luk azalma hedeflenebilir. Bu tasarrufun ekonomik bedeli ise yıllık 500 milyon dolar karşılığıdır.