Hawaii’de jeotermal soğutmanın potansiyelini inceleyen çalışma yayınlandı

Hawaii, Oahu'daki Keana Burnu (kaynak: Christine Doughty, Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı)

Merve Uytun 13 Ara 2025

Oahu’daki dik arazi ve yüksek geçirgenliğe sahip volkanik oluşumlar, büyük yeraltı suyu akışı için elverişli koşullar sağlamaktadır; çalışma, bunun yer altı ısı eşanjörlerinin başarılı bir şekilde çalışması için çok önemli olduğunu göstermektedir.

Bu çalışma, ABD Enerji Bakanlığı’nın  Enerji Teknolojisi İnovasyon Ortaklığı Projesi (ETIPP) aracılığıyla Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı’ndaki bilim insanlarıyla işbirliği içinde gerçekleştirilmiştir. Ulusal Kayalık Dağlar Laboratuvarı (eski adıyla NREL) yönetimindeki ETIPP, uzak, kıyı ve ada topluluklarına daha güvenilir ve uygun fiyatlı enerji sistemleri kurmalarına yardımcı olmak için teknik destek ve enerji planlaması sağlayan bir programdır. 

GHE’ler, etkinleştirici bir teknoloji olarak

Bu çalışma özellikle Oahu adası genelinde ve adanın belirli bir bölgesinde jeotermal soğutma amacıyla jeotermal ısı eşanjörlerinin (GHE) kullanımına odaklanmaktadır. Sığ zemindeki döngüsel boru sistemi sayesinde, GHE’ler tıpkı bir buzdolabının çalışma prensibi gibi ısıyı sıcak bir yerden daha soğuk bir yere taşıyabilir.

Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı’ndan bilim insanı Christine Doughty, “Elektrik üretimi için derin sondaj gerektiren yüksek sıcaklıklı jeotermal kaynaklara ihtiyaç duyulurken, yer yüzeyine çok daha yakın erişilebilen jeotermal ısı eşanjörleri gibi düşük sıcaklıklı jeotermal kaynaklar, binaların ısıtılması ve soğutulması için kullanılabilir ve elektrik şebekesi üzerindeki yükü büyük ölçüde azaltabilir” dedi.

Hawaii Yeraltı Suyu ve Jeotermal Kaynaklar Merkezi’nin kurucusu ve yöneticisi Nicole Lautze, “Her iki jeotermal türünün de Hawaii için birer varlık olma potansiyeline sahip olduğuna inanıyorum” diye ekledi.

Açık devre jeotermal sistemlerin aksine, kapalı devre GHE sistemleri, ısı iletimi yoluyla ısıyı toprağa aktaran ve topraktan ısı alan bir ısı transfer çözeltisini sürekli olarak borular aracılığıyla dolaştırır. Yeraltı suyunun binaları etkili bir şekilde soğutacak kadar düşük sıcaklıkta olması gerekir ve bir GHE sisteminde yeraltı suyu akışı, biriken ısıyı uzaklaştırmaya yarar.

Yeraltı suyu dolaşımı, GHE sistemleri için hayati öneme sahiptir.

Ada genelindeki analizden yola çıkarak, ETIPP analizi, çevresinde bol miktarda açık alan bulunan ve yüksek soğutma yüküne sahip bir bina olan Hawaii Üniversitesi Manoa’daki Stan Sheriff Merkezi’ne odaklandı; bu bina, GHE teknolojisinin yerel bazlı analizi için iyi bir aday olabilir.

GHE’ler soğutma amacıyla kullanıldığında yer altına ısı ekler. Bu, GHE sisteminin işlevselliğini sürdürmek için yeraltı suyunun sondaj kuyularından gelen ısıtılmış suyu değiştirmesi gerektiği anlamına gelir. Bu durum, çalışma için oluşturulan hidrojeolojik modelde de yansıtılmıştır.

Yeraltı suyu akışı dikkate alınmadan yapılan analiz, GHE sisteminin ilk yıl normal şekilde çalışabileceğini, ancak ısı birikiminin daha sonra su sıcaklıklarını önemli ölçüde artıracağını gösterdi. Yeraltı suyu dolaşımı olmadan, ikinci yıldan altıncı yıla kadar soğutma ihtiyacı artacaktır. Yeraltı suyu akışını içeren modelleme, ısının sondaj alanından etkili bir şekilde uzaklaştırılacağını ve bu sayede GHE’nin en az 10 yıl boyunca başarılı bir şekilde çalışabileceğini gösterdi. Bu nedenle, yeraltı suyunun analiz ve planlamaya dahil edilmesi, düşük faizli kredi oranları ve yüksek sermaye yatırımıyla birleştiğinde, üniversiteye ekonomik faydalar sağlayabilir.

Analiz sonucunda, soğuk deniz suyunun soğutma kaynaklı sistemler için bir seçenek olabileceği ve Hawaii Doğal Enerji Laboratuvarı’nda halihazırda böyle bir sistemin çalıştığı sonucuna varıldı. Raporun yazarları daha fazla araştırma yapılmasını teşvik etti.

İlgili haber: Hawaii, devlet desteğiyle jeotermal enerji aramalarını hızlandırıyor

Kaynak: ThinkGeoEnergy