Yerkürenin bileşenleri ve sıcaklık dağılımı

JEOTERMAL ENERJİ

Yerkürenin bileşenleri ve sıcaklık dağılımı

• Yerkürenin en üst kısmı litosfer olarak adlandırılır ve yerkabuğu ile üst mantoyu içerir. Kalınlığı okyanus tabanında 80 km ve

kıtasal alanlarda 200 km olan litosfer katı değişmez bir davranış gösterir.

• Yerkabuğunun kalınlığı kıtalarda 20-65 km’ye ulaşırken okyanus tabanlarında 5-6 km kalınlıktadır. Manto 2900 km kalınlıkta ve çekirdeğin yarıçapı yaklaşık 3470 kilometredir.

• Litosferin altındaki

astenosfer (mantonun, yerkabuğuna yakın

olan üst kısmı) 200-300 km kalınlıkta olup

daha plastik bir

özelliğe sahiptir.

 Astenosferin değişik tabakalarındaki sıcaklık farkı nedeniyle ısı yayılım (konvektif) hareketi oluşur. Çekirdekten gelen ve radyoaktif elementlerin bozunması sonucu devamlı olarak üretilen ısı, astenosferin oldukça yavaş hareket (yılda birkaç cm) etmesini sağlar. Derinlerdeki çok büyük hacimdeki sıcak kayaçlar, çevresindeki daha az yoğunluklu ve hafif kayaçları yüzeye doğru iterler.

 Bu sırada yüzeydeki

yoğun ve ağır kayaçlar

derine doğru batar ve tekrar ısınarak yüzeye doğru yükselir.

• Litosferin çok ince olduğu (özellikle okyanuslarda) bölgelerde:

astenosferden yükselen çok sıcak ve bir kısmı eriyik halde bulunan maddeler litosferi yukarı doğru hareket ettirir ve kırar. Bu sistemin oluşturduğu ve oluşturmaya devam ettiği yükseltiler okyanusta ada (İzlanda) oluşumlarına da neden olmaktadır.

 Yerkabuğunun çeşitli derinliklerinde birikmiş ısının oluşturduğu, çevresindeki normal yeraltı ve yerüstü sularına göre, daha fazla erimiş mineral, çeşitli tuzlar ve gazlar içerebilen sıcak su ve

buhar olarak tanımlanabilir.

Jeotermal Enerji Nedir?

 Ayrıca herhangi bir akışkan içermemesine rağmen bazı teknik yöntemlerle ısısından yararlanılan, yerin derinliklerindeki "Sıcak

nitelendirilmektedir.

 Jeotermal enerji yerin derinliklerinden gelen, yenilenebilir ve

temiz bir enerji kaynağıdır.

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 enerji yerkürenin iç ısısıdır.

 Yerkabuğunun derinliklerinde bulunan Uranyum (²³⁸U, ²³⁵U), Toryum (²³²Th) ve Potasyum (⁴⁰K) gibi radyoaktif maddelerin bozunması sonucu sürekli olarak ısı üretmesi işleminin jeotermal enerjinin kaynağı olduğuna inanılmaktadır.

Jeotermal enerjinin oluşumu ve ısı kaynağı

 Yerin yüzeye yakın kısımlarında jeotermal enerji, geçirimli ve gözenekli ortamlarda hidrolik konveksiyon ile kontrol edilir. Bunun sonucunda, jeotermal enerji yüzeye yakın derinliklerde sıcak su ve buhar olarak konsantre olur ve erişilebilecek derinliklerde

hidrotermal sistemleri oluşturur.

• Jeotermal alanlarda, sıcak kayaç ve yüksek yeraltı suyu sıcaklığı, normal alanlara göre daha sığ yerlerde bulunur. Bunun başlıca üç nedeni vardır:

 Magmanın kabuğa doğru yükselmesi ve ısıyı taşıması,

 Kabuğun inceldiği yerlerde yüksek sıcaklık farkı sonucunda oluşan ısı akışı,

 Yeraltı suyunun birkaç kilometre derine inip ısındıktan sonra yüzeye doğru yükselmesi.

 Yeryüzünde herhangi bir doğal jeotermal çıkış yoksa, yeraltındaki jeotermal rezervuarın üstündeki alanı tanımlamakta kullanılır.

Jeotermal alanlar, geçirgen kayalarda bulunan suları ısıtan ve fazla miktarda ısı akışı gerçekleşen, yerkabuğunun kırıklarında sınırlanmış alanlardır.

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

Jeotermal Alan

Jeotermal Sistem

 İşletilmekte olan jeotermal sistemin sıcak ve geçirgen kısmını tanımlar.

Jeotermal rezervuar

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.

1) Rezervuar sıcaklığının 150°C' dan düşük olduğu, düşük

sıcaklıklı sistemler: Bu tür sistemler genelde yeryüzüne ulaşmış

doğal sıcak su veya kaynar çıkışlar gösterirler.

2) Rezervuar sıcaklığının 200°C' dan yüksek olduğu yüksek

kaynayan çamur göletleri ile kendini gösterir.

• Mevcut kayanın sıcaklık ve hidrojeolojik durumuna bağlı olarak; aşırı ısınmış-buhar, suyla karışık buhar veya sadece su elde edilebilir.

Rezervuar içerisine kuyu açıldığında, sıcaklık ve basıncına bağlı olarak, elektrik üretimi veya ortam ısıtma amacıyla kullanılmak üzere sıcak akışkan elde edilebilir.

İdeal bir jeotermal sistemin şematik gösterimi

 Yüksek sıcaklıklı (> 600 °C) ve yüzeye yakın kısımlara ulaşabilen (5-10 km) magmatik sokulumlar olabileceği gibi, düşük sıcaklıklı sistemlerde, derinlikle birlikte artan normal sıcaklık ta (jeotermik gradyan-ortalama 2.5-3 °C/100 m) olabilir.

 Isı kaynağı, yüzeyden sadece birkaç km derinlikte bulunan 600-900 °C sıcaklıktaki magmatik bir yapıdır.

Jeotermal sistem üç ana unsurdan oluşmaktadır.

1) Isı kaynağı

Jeotermal akışkan çoğu durumda meteorik sudur. Bu akışkan, rezervuarda sıcaktır ve basınca bağlı olarak buhar veya sıvı haldedir. Akışkan, genellikle bazı kimyasal maddeler ve gazlar (CO

, H

S gibi) içerir.

2) Isıyı yeraltından yüzeye taşıyan akışkan

Isıyı taşıyan sıvının dolaşımına uygun çatlaklı kayaçlardır.

Kayaçlardan oluşan rezervuarların üzerinde genellikle geçirimsiz tabakalar bulunur.

3) Akışkan dolaşımını sağlamaya yeterli geçirgenlikte kayaç

 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 Enerji Üretimi

Jeotermal enerjinin kullanım alanları, akışkan sıcaklığına ve bölge koşullarına bağlı olarak, genellikle iki grup altında incelenebilir:

Jeotermal Enerjinin Kullanım Alanları

1) Jeotermal enerjiden elektrik üretimi 2) Jeotermal enerjinin doğrudan kullanımı

 Hazne sıcaklığı 200 °C ve daha fazla olan jeotermal akışkandan elektrik üretimi gerçekleşmektedir. Ancak gelişen teknolojiyle 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 vd.

ülkelerde yapılmaktadır.

1) Jeotermal Enerjiden Elektrik Üretimi

 kuru buhar çevrimleri,

 püskürtmeli çevrimler,

 birleşik püskürtmeli/ikili çevrim gibi farklı çevrimler kullanılır.

Belirli bir jeotermal kaynaktan elektrik üretimi için, en uygun çevrimin seçimi,

ve

bağlı olarak yapılabilir.

Çıkarılan jeotermal akışkanın durumuna bağlı olarak elektrik

üretmek için;

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.

1. Kuru buhar santrali

• Kuyu başı akışkanı önce seperatöre gider, buhar ve sıvı fazlarına ayrılır.

Buhar bir yüksek basınç türbinine, su ise bir buharlaştırıcıya (flaş tankı) gönderilir.

2. Püskürtmeli buhar santrali (Çift kademeli buharlaştırma)

• Burada düşük bir basınca flaşlanan

sıvının kalanı enjeksiyona, elde edilen buhar, alçak basınç

türbinine gönderilir.

Böylece

sistem verimi arttırılmış olur.

 Çift ayrım çevrimine göre işletilen sistemlerde, akışkan iki aşamada ve iki ayrı separatörde buharlaştırılarak türbine gönderilir. Santralın verimi, tek ayrım çevrimine göre işletilen sistemlere kıyasla % 15-20 oranlarında daha yüksektir.

Birim kWh enerji üretimi başına net maliyet % 10-20 oranında daha düşüktür.

 Jeotermal sahalardaki en önemli atık, 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.

3. İkili çevrim santralleri

• Binary sistemler, düşük kaynama sıcaklıklı ve düşük sıcaklıklarda yüksek buhar basıncına sahip ikincil bir çalışma akışkanı kullanırlar.

Uygun bir çalışma akışkanı ile binary sistemler, 80-170°C aralığındaki giriş sıcaklıklarında çalışabilirler.

• 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 (back pressure) konvansiyonel buhar türbinleri

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.

Yoğuşturmalı geleneksel buhar türbinleri

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.

Hibrid fosil-jeotermal sistemler

• Bu sistemlerde jeotermal enerji, ya ön ısıtıcı olarak, ya da kızgın buhar eldesinde kullanılır.

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.

Jeotermal Enerjinin Doğrudan Kullanımı

• Düşük ve orta sıcaklıktaki jeotermal kaynaklar çok farklı alanlarda kullanılabilir. Jeotermal enerjinin akışkan sıcaklığına bağlı olarak doğrudan kullanım alanları aşağıdaki şemada verilmiştir.

Jeotermal enerji kullanımı

Jeotermal enerjinin sıcaklığa göre kullanım alanları

SICAK ( ºC) KULLANIM ALANLARI 20 Balık çiftlikleri

30 Yüzme havuzları, fermantasyonlar, damıtma

40 Toprak ısıtma

50 Mantar yetiştirme, balneolojik hamamlar 60 Sera,ahır ve kümes ısıtmacılığı

70 Soğutma (Alt Sıcaklık Limiti) 80 Yer ve sera ısıtmacılığı

90 Balık kurutma (stok balık)

100 Organik maddeleri kurutma (Deniz yosunu, çimen, sebze), yün yıkama ve kurutma 110 Çimento kurutmacılığı

120 Distilasyonla temiz su elde edilmesi 130 Şeker endüstrisi, tuz endüstrisi,

140 Konservecilik, çiftlik ürünlerinin çabuk kurutulması 150 Bayer’s metodu ile alüminyum eldesi

160 Kereste kurutmacılığı, balık kurutmacılığı

170 Diatomitlerin kurutulması, ağır su ve hidrojen sülfit eldesi

180 Yüksek konsantrasyonlu solüsyonların buharlaştırılması,Elektrik üretimi, amonyum absorbsiyonu ile soğutma

190 Kağıt hamuru yumuşatılması

• Sıcaklığı 20 °C’den daha düşük olan jeotermal kaynaklardan, ısı pompaları ile ısıtma ve soğutma uygulamalarında yararlanılır.

Jeotermal kaynaklardan yararlanmanın iki önemli yönünü gösterir:

 1) Kullanılan akışkanın sıcaklığına bağlı olarak, ikinci bir uygulamada kullanılması, jeotermal kaynakların kullanılabilirliğini artırır.

 2) Jeotermal kaynağın sıcaklığı, mümkün kullanılma alanını sınırlandırır.

• Jeotermal akışkanın kimyasal özelliğine bağlı olarak ısıtma sistemleri önemli farklılıklar gösterir. Jeotermal akışkan, kimyasal içerik olarak sorun yaratmayacak özellikte ise, ısıtılacak alanda, radyatör ve uygun borular sistemi aracılığı ile dolaştırılarak doğrudan kullanılabilir.

Ancak, kullanılacak akışkan çok fazla mineral içeriyorsa ve kimyasal açıdan problem yaratacak özellikte ise (kabuklaşma, korozyon, vb.

problemler), akışkanın ısısı, ısı değiştirici aracılığı ile düşük kimyasal içerikteki suya (örneğin şehir şebekelerinde kullanılan su) aktarılır.

Böylece, sistemde sorun yaratmayacak ısıtılmış su ile ısıtma sağlanır.

• Isı değiştirici sistemler, kuyu başı ve kuyu içi ısı değiştiriciler şeklinde, sahanın özelliğine göre, değişik tasarımlarda olabilir. Isıtma sistemlerinin verimliliği, sürekliliği veya başarısı teknolojisine uygun olarak kullanılmasına bağlıdır. Doğrudan kullanılamayacak kadar kimyasal madde içeren ve ısı değiştiriciler yolu ile ısı enerjileri kullanılabilir temizlikteki şebeke suyuna aktarılmış olan jeotermal sular, çevreyi kirletmemesi için, ortamdan uzaklaştırılmalıdır. Jeotermal enerjinin doğrudan kullanılması şu yararları sağlar:

 Dönüşüm verimliliği yüksektir.

 Düşük sıcaklıktaki jeotermal kaynaklardan yararlanılabilir.

 Araştırma amacıyla açılan kuyulardan yararlanılabilir.

 Proje uygulama süreleri kısadır.

 Sondaj maliyetleri sığ derinliklerde ucuzdur.

 Jeotermal akışkan uzun mesafelere taşınabilir.

• Jeotermal enerjinin doğrudan kullanım alanları üç ana gurup altında incelenir:

 Konut ve iş yerlerinde

 Endüstriyel uygulamalarda

 Tarım ve ilgili alanlarda

• Bütün bu uygulamaların ortak tarafı, akışkan dağıtım sistemidir.

Akışkanın debisine bağlı olarak, değişik çaplarda boru hatları ile pompa, vana, düzenleyici ve ölçüm-kontrol cihazından oluşan dağıtım sistemi, ısı kayıplarını azaltmak için yalıtılır. Jeotermal enerjinin doğrudan kullanımı aşağıdaki çizelgedeki gibi özetlenebilir.

Jeotermal enerjinin doğrudan kullanım alanları

Isıtma uygulamaları Konut ısıtma, Toprak ısıtma, Cadde ısıtma, Pistlerin ısıtılması

Yüzme havuzları,

Termal tedavi merkezleri Turistik tesisler

Endüstriyel uygulamalar Yiyecek kurutma, Sterilizasyon, Konservecilik

Kerestecilik, Ağaç kaplama sanayi, Kağıt endüstrisi, Dokuma endüstrisi, Boya endüstrisi

Deri kurutma ve işleme, Bira endüstrisi, İçme suyu olarak, Çamaşırhaneler

Mayalama ve damıtma, Soğutma tesisleri, Beton blok kurutulması

Tarımsal uygulamalar Sera ısıtma, Hayvan barınakları, Balık çiftlikleri, Toprak ısıtma, Ürün kurutma Mantar üretimi, Toprak ıslahı, Sulama Kimyasal madde üretimi Kimyasal madde üretimi

Kuru buz elde edilmesi

• Türkiye, jeotermal kaynaklar bakımından önemli bir bölge olan Alp Himalaya organik kuşağında bulunur. Jeotermal kaynak zenginliği bakımından dünyadaki ilk yedi ülke arasında yer alır.

• Türkiye, Alp Tektonik Kuşağı üzerinde bulunması nedeniyle, jeotermal enerji bakımından önemli potansiyele sahiptir. Ülkemiz, batıda graben, ortada havza rejimi, doğuda sıkışma tektoniği ve kuzeyde ise Kuzey Anadolu Fayı (KAF) ile tektonik açıdan çok etkili bir zon üzerindedir (Alttaki Şekil.

• Bu tektonizmanın yarattığı kırık ve zayıflık zonları ile bu zonlardan kabuk içerisinde sığ derinliklere ve/veya yeryüzüne kadar ulaşan magma faaliyetleri sonucunda, magmatik ve volkanizma olayları doğmaktadır. Yer yer jeotermal akışkanlar oluşarak, diğer jeolojik ve meteorolojik olayların da yardımı ile jeotermal sistemler gelişmektedir. Ülkemizdeki teorik ve belirlenen jeotermal enerji potansiyeli Çizelge’de özetlenmiştir.

TÜRKİYE’DE JEOTERMAL ENERJİDEN ELEKTRİK ÜRETİMİ

Enerji Teorik potansiyel Belirlenen potansiyel

Elektrik (MWe) 4 500 200

Isı enerjisi (MWt) 31 100 2250

Türkiye’de jeotermal enerji potansiyeli

Türkiye jeotermal kaynaklar ve volkanik alanlar haritası

• Sıcaklık derecesi yüksek elektrik üretimine uygun başlıca jeotermal alanlar: Denizli-Kızıldere, Aydın-Germencik, Çanakkale-Tuzla, İzmir- Seferihisar, NemrutZilan-Süphan-Tendürek ve Nevşehir-Acıgöl alanlarıdır.

• Ülkemizde dünya standartlarına uygun olarak;

 yüksek sıcaklıklı (>150 °C),

 orta sıcaklıklı (150-70 °C),

 düşük sıcaklıklı (<70 °C) olmak üzere birçok kaynak bulunmaktadır.

• Türkiye, jeotermal enerji potansiyeli ile toplam elektrik gereksiniminin % 5’ine, ısıtmada ısı enerjisi gereksiniminin de % 30’una kadar olan bölümünü karşılayabilecek potansiyele sahiptir.

Ancak, bunların ortalaması alındığında, Türkiye enerji (elektrik+ısı) gereksiniminin % 14’ünü jeotermal enerji ile karşılayabilir.

Jeotermal akışkanın pompajı

• Jeotermal akışkanların yeryüzüne çıkarılması için kullanılacak kuyu içi pompaları iki türlüdür.

 Dik milli derin kuyu pompaları

 Dalgıç pompalarda

1.Ön baskı plakası 2.Arka baskı plakası 3.Destek Kolonu 4.Üst taşıma barı 5.Alt taşıma barı 6.Hareket makarası

7.Sıkma cıvataları ve somunları 8.Sabitleme cıvataları

9.Bağlantı elemanları 10.Akış contaları

11.Isı transfer plakaları Isı Eşanjörleri

• Isı eşenjörleri ısının bir ortamdan diğerine aktarılmasında kullanılır.

• Plakalı ısı eşanjörleri son yıllarda jeotermal sistemlerde çok yaygın biçimde kullanılan yüksek verimli ısı eşanjörlerdir. Bu eşanjörlerde ısı geçişinin olduğu yüzeyler ince metal levhalar olup düz veya dalgalı biçimde olabilir. Bunlar borulu tipte olan ısı eşanjörlerine göre yüksek basınçlarda ve sıcaklıklarda dayanıklı değillerdir.

Kabuklaşma

• Jeotermal kuyularda karşılaşılan en büyük problem kabuklaşmadır.

Kabuklaşma jeotermal akışkanın basıncının azalması, sıcaklığının değişmesi, erimiş gazların açığa çıkması gibi olayların sonucunda ortaya çıkmaktadır. Son yıllarda yapılan çalışmalarla uygun inhibitörlerin bulunması sonucunda kabuklaşma problemleri ortadan kaldırılmıştır.

Jeotermal uygulamalarda korozyon ve önlenmesi

Korozyon

• Metallerin çevre koşullarında ametallerle birleşip serbest halden birleşik hale geçmesine korozyon denir. Korozyon olayı bir çok şekilde meydana gelebilir. Ancak genelde korozyonu meydana getiren metallerin tepkimeye girerek iyon, oksit ve ya hidratlı hidroksit durumuna geçmesidir. Bu bir bakıma korozyonun kimyasal açıklamasıdır. Korozyon , oluşumunu sağlayan tepkimenin türüne göre iki grupta ele alınır.

Kimyasal korozyon

• Bir metal arada her hangi bir aracı olmadan, kimyasal bileşikler meydana getirerek aşınırsa buna kimyasal korozyon denir. Kimyasal korozyonun meydana gelebilmesi için yüksek sıcaklıklara gereksinim vardır. Bu nedenle kimyasal korozyon, iş parçalarının dövülmesi, tavlanması ya da sertleştirilmesi sırasında oluşur. Etkilerini metal yüzeyinden kabuk halinde parçalar kalkmasıyla gösterir.

Elektro Kimyasal Korozyon

• Elektro kimyasal korozyon yalın olarak; metallerin elektrik akımı ile aşınması olayıdır. Ancak korozyonun meydana gelmesi için tek başına elektrik akımının olması yeterli değildir.

• Elektro kimyasal korozyonun meydana gelebilmesi için bir elektrolit, bir de iletken malzeme olması gereklidir. Bu nedenle iyon içeren sulu çözeltilere elektrolit adı verilir. Esas olarak sulu çözeltiler için kullanılan elektrolit terimi kapsamına zemin, beton vb. rutubet içeren bazı malzemelerde girer. Bu yüzden metaller zemin, beton gibi malzeme içinde de korozyona uğrayabilir. İletken malzeme ise çoğunlukla korozyona uğrayan malzemedir.

• Jeotermal sularda karşılaşılan en önemli problemden birisi korozyondur.

Korozyona etki eden etmenler aşağıdaki tabloda verilmiştir.

• GKÇ = Gerilme korozyonu çatlamasıdır.

Jeotermal akışkanda korozif etkiler

Korozyon Yapıcı

Etkisi

Oksijen 50 ppb üzeri oyulma yapar.(parts per billion) pH pH ≥8 olursa korozyon hızı azalır

CO₂ pH değerini düşürür, korozyonu artırır

H₂S Katolik polarizasyonu engeller. GKÇ’ yi artırır Sıcaklık Artışı hasarı hızlandırır

Cl iyonu GKÇ’yi ve genel korozyonu teşvik eder

• Oksijen: Çoğu jeotermal sularda düşük konsantrasyonlarda bulunur. Bu gazın istemeden ve dikkatsizce eser miktarda da olsa jeotermal sulara girişi korozyonu şiddetlendirir. Oksijen ve klorun aynı anda bulunuşu GKÇ ye bağlı hasara sebep olabilir. Jeotermal sulara az miktarda oksijen ilavesi, normal halde dirençli olan metallerde aralık korozyon şansını ciddi olarak artırır. Karbon çeliklerinin korozyonu eser miktarlardaki oksijene karşı hassastır.

• Hidrojen İyonu: Çoğu metallerin korozyonu pH düştükçe artar.

Hidrojen iyon konsantrasyonu arttıkça (düşük pH) çeliklerin GKÇ hassasiyeti artar. Ana korozyon tipleri oyulma, aralık ve GKÇ’dir. Kuyu sularında pH önemli özelliktir. Ph 8 olan sularda genel korozyondan çok bölgesel oyulma meydana gelir.

• Klor İyonları : Artan klor iyon konsantrasyonu ile genel korozyon da artar, ancak bu bölgesel korozyon kadar tehlikeli değildir. 50°C’den yüksek sıcaklıklarda 5-10 ppm (parts per million) klor iyonunun, ortamda çözünmüş oksijen bulunması halinde, paslanmaz çeliklerde GKÇ’yi teşvik ettiği bilinmektedir.

• Hidrojen Sülfür (H₂S) : Bunun en şiddetli etkisi Cu ve Ni alaşımlarının korozyonunda görülür. Demirin jeotermal sularda genel korozyona uğraması söz konusudur. Saldırının eşik konsantrasyonu milyar da otuz (30 ppb) mertebesindedir.

• Karbon Dioksit (CO₂): Artan çelik korozyonuna sebep olan hafif oksitleyici bir maddedir. Ancak jeotermal sulardaki CO₂’nin birincil etkisi karbonat türleri ve pH değişimi ile ilgilidir. Asidik çözeltilerdeki CO₂ karbon çeliklerinin genel korozyonunu artırabilir. Diğer yandan karbonatlar ve bikarbonatların koruyucu etkisi vardır. CO₂ ve NaCI’nin varlığının 80°C’ye kadarki jeotermal sularda çok yüksek bir korozyon hızına sebep olacağı teorik olarak öngörülmektedir.