Jeotermal-güneş hibrit enerji sistemi, yer altı ısısı ile güneş enerjisinin birlikte değerlendirildiği bir üretim düzenidir. Güneş tarafı fotovoltaik panellerle elektrik sağlayabilir veya güneş ısıl teknolojileriyle çevrime ısı ekleyebilir. Bu iki yaklaşımın çalışma biçimi ve etkisi farklıdır.
İki enerji kaynağı neden birleştirilir?
Bir jeotermal tesisin üretimi; kaynağın özellikleri, ekipman ve işletme koşullarıyla sınırlıdır. Güneş enerjisiyle bütünleşme, uygun bir projede toplam üretimi artırma veya mevcut altyapıdan daha fazla yararlanma fırsatı sunabilir. Bu, jeotermal sistemin bütün kayıplarının ortadan kalkacağı anlamına gelmez.
Temel çevrimleri öğrenmek için jeotermal enerjinin çalışma prensibi yazısını okuyabilirsiniz.
Fotovoltaik-jeotermal sistem nasıl çalışır?
Fotovoltaik paneller güneş ışığından elektrik üretir. Bu üretim, tasarıma göre tesisin elektrik ihtiyacına katkıda bulunabilir veya ortak elektrik altyapısına verilebilir. PV eklemek, kuyudaki akışkanın sıcaklığını kendiliğinden yükseltmez ve jeotermal türbinin kapasitesini otomatik olarak artırmaz.
Hesap mantığı: Pompa ve fanların tükettiği elektrik santralin kendi ihtiyacıdır. İlave bir kaynağın bunu karşılamasıyla şebekeye verilebilen net enerji değişebilir; ancak toplam üretim, iç tüketim ve bağlantı sınırı ayrı ayrı hesaplanmalıdır. Aynı elektriği hem tüketimi karşılayan hem de satılan enerji olarak iki kez saymamak gerekir.
Güneş ısıl-jeotermal sistemin farkı nedir?
Güneş ısıl bölümünde ışınım, örneğin yoğunlaştırıcı kolektörlerle ısıya dönüştürülür. Bu ısının jeotermal güç çevrimine hangi noktada aktarılacağı tasarıma bağlıdır. PV sistemindeki gibi yalnızca ek elektrik üretimi söz konusu değildir; çevrimin ısıl koşullarıyla da etkileşim vardır.
Bu bütünleşmenin teknik ve ekonomik etkileri araştırılmaktadır. ABD Enerji Bakanlığının 2015 tarihli proje açıklaması, jeotermal ile yoğunlaştırılmış güneş enerjisinin birlikte değerlendirilmesini ele alır. Her sahada aynı üretim artışı veya maliyet avantajı beklenmemelidir.
Gerçek uygulama: Stillwater
Nevada'daki Stillwater tesisi, farklı teknolojilerin birlikte kullanılmasına örnektir. Enel'in 29 Mart 2016 tarihli açılış duyurusunda aynı sahada ikili çevrimli jeotermal, fotovoltaik ve güneş ısıl teknolojilerinin birleştirildiği belirtilir. Bu tarihsel örnek, hibrit yaklaşımın yalnızca teorik olmadığını gösterir. Stillwater açılış duyurusu uygulamanın birincil kaynağıdır.
Hibrit sistem ile kojenerasyon aynı şey mi?
Hayır. Burada hibrit sözcüğü, farklı enerji kaynaklarının birlikte kullanılmasını anlatır. Kojenerasyon, elektrik veya mekanik güç ile faydalı ısının birlikte üretilmesidir. Yalnızca güneş ve jeotermali birleştiren bir elektrik tesisini bu nedenle doğrudan kojenerasyon diye adlandıramayız. Birleşik ısı ve güç tanımı bu ayrımı açıklar.
Net elektrik üretimi: basit bir hibrit sistem örneği
Varsayımsal bir saatte jeotermal tesis 1.000 kWh brüt elektrik üretsin ve pompalar ile diğer yardımcı ekipmanlar 150 kWh tüketsin. Güneş PV sistemi aynı saatte 100 kWh üretiyorsa, tesisin toplam net çıktısı 1.000 + 100 − 150 = 950 kWh olur. PV bulunmayan durumda aynı koşullardaki net çıktı 850 kWh olurdu. Bu örnekte 100 kWh artış PV katkısıdır; jeotermal kuyunun veya türbinin veriminin arttığı sonucunu çıkaramayız.
PV elektriğinin önce yardımcı tüketimi karşılaması ile şebekeye doğrudan verilmesi muhasebe açısından farklı gösterilebilir; aynı 100 kWh iki kez eklenemez. Gerçekte saatlik ışınım, tesisin yük eğrisi, şebeke bağlantı kapasitesi ve inverter kayıpları da hesaba katılır. Yıllık fayda tek bir güneşli saatin sonucuyla belirlenmez.
Sık sorulan sorular
PV/T kolektör jeotermal-güneş hibrit sistemle aynı şey mi?
Hayır. PV/T kolektör aynı panelde elektrik ve ısı toplar. Jeotermal-güneş hibrit tesis ise yer altı ısısını güneşten gelen elektrik veya ısıyla birleştirir. Bir hibrit projede PV/T kullanılması mümkün olsa da iki terim eş anlamlı değildir.
Güneş olmadığında jeotermal üretim durur mu?
Bağımsız çalışacak şekilde tasarlanmış jeotermal bölüm güneş yokken de üretim yapabilir. Hibrit sistemin o saatlerdeki toplam çıktısı, jeotermal tesisin işletme koşullarına ve varsa depolamaya bağlıdır.
Depolama eklemek ne sağlar?
Depolama, enerjinin üretildiği zaman ile kullanıldığı zaman arasındaki farkı yönetmeye yardımcı olabilir. Ancak depolanan miktar, güç sınırı ve kayıplar nedeniyle gece boyunca gündüzle aynı çıkışı garanti etmez. Elektrik depolama ile ısıl depolama da farklı çözümlerdir.
Bir projeyi değerlendirirken şu soruları sorun: Güneş katkısı hangi saatlerde gelecek? Hangi ekipman bu katkıyı kullanabilecek? Şebeke bağlantısının sınırı nedir? İlave bakım ve yatırım gideri, elde edilen ek enerjiye göre anlamlı mı? Bu soruların birlikte yanıtlanması, “iki kaynak her zaman tek kaynaktan iyidir” varsayımından daha güvenilir bir değerlendirme sağlar.
