Mehmet Kanoğlu
Jeotermal güç santralleri diğer geleneksel fosil yakıt kullanan elektrik üretim sistemlerine (kömür veya doğal gazlı termik santraller, nükleer santraller, vb.) göre daha düşük sıcaklıkta enerji kaynakları kullanarak elektrik üreten sistemlerdir ve dolayısıyla enerji (ısıl) verimleri oldukça düşüktür. Tipik bir jeotermal santral kullandığı enerjinin %10’undan daha az bir kısmını elektriğe dönüştürürken kalan %90’ından fazlası atık ısı olarak ortaya çıkar. Temel termodinamik eğitimi alan herkes bilir ki, kaynak sıcaklığı arttıkça, bir güç santralinin ısıl verimi yani ısının elektriğe dönüştürülebilme oranı artar. Yüzde 10’un altında bir verim çok verimsiz bir elektrik üretimi sistemine işaret ediyor gibi görünse de 200°C sıcaklığındaki bir jeotermal kaynağın enerjisinin teorik olarak maksimum % 37’i elektriğe dönüştürülebilir. Yani üst limit aslında % 100 değil sadece % 37’dir ve santralin verimi bu % 37’lik üst limite göre değerlendirilmelidir. Böyle bir değerlendirme ancak termodinamiğin ikinci yasa analizi ile mümkündür. İkinci yasa analizi, sistemin performansını gerçekçi bir şekilde ortaya koyarken, performansı düşüren nedenleri bulmamızı ve sayısal olarak ifade etmemizi sağlar. İkinci yasa analiz sonuçları yardımıyla sistemin performansının arttırılma potansiyeli ve bunun hangi metotlarla
gerçekleştirilebileceği ortaya konabilir.
Bu çalışmada jeotermal güç santrallerinin aynı zamanda ekserji analizi olarak da bilinen ikinci yasa analizi farklı jeotermal çevrimleri içine alarak anlatılacak ve jeotermal kaynakların elektrik üretim potansiyelleri ortaya konacaktır. Enerji ve ekserji verim ifadeleri çıkarılarak örnek uygulamalar ele alınacaktır.