AI Summary & Key Takeaways
AI InsightIn this paper, the relations between the thermal usage of groundwater and physical and chemical properties have been evaluated with respect to international and Turkish groundwater legislations.
📌 3 Key Takeaways
Abstract
Shallow geothermal system applications, which is one of the renewable energy resources have wide range of uses from heating and cooling of buildings to de-icing of roads and airports. These systems have been implemented as Ground Source Heat Pumps and Underground Thermal Energy Storage systems, which use the heat in shallow region at 20 to 200 meter depths below ground. Thermal uses of the groundwater is within shallow geothermal systems and can be implemented with two methods. These are Aquifer Thermal Energy Storage (ATES) and Groundwater Source Heat Pump (GWSHP) methods. ATES systems depending on climatic conditions where it is located, could be used directly for cooling and heating or heating-cooling with heat pump. GWSHP systems have been implemented with groundwater and heat pump to benefit from temperature of groundwater for a more efficient operation. Two well groups - supply and injection - are generally used. Meeting heating and cooling loads of residences from local and renewable energy resources has a great importance for our country.Thermal usage of groundwater to meet energy demand in urban areas can make a significant contribution. ATES and GWSHP systems operate in a closed circuit, which avoids contamination of groundwater from other sources and physical change of its temperature may affect chemical composition depending on the level of change. In Turkey, there are no legislations on limitations of temperature for thermal usage of groundwater, ATES and GWSHP systems, so the potential of groundwater cannot be exploited. It is important to make the necessary changes in existing groundwater legislation by taking groundwater temperature changes in consideration and allowing implementation of ATES and GWSHP for enhancing usage of natural ground thermal energy, which is one of the renewable energy resources, within certain limits. In this paper, the relations between the thermal usage of groundwater and physical and chemical properties have been evaluated with respect to international and Turkish groundwater legislations.
Özet
Yenilenebilir enerji kaynaklarından biri olan sığ jeotermal sistemlerden konutlarda ve bölgesel ısıtma ve soğutma ihtiyaçlarının karşılanmasından yol ve havalimanlarındaki kar ve buzlanmanın giderilmesine kadar birçok alanda faydalanılmaktadır. Sığ jeotermal sistem uygulamaları yer yüzeyinin kabaca 20-200 metre sığ derinliklerinde bulunan yer ısısının kullanılması ya da bu derinliklere değişik kaynaklardan gelen ısının depolanması şeklindedir. Yeraltısuyunun termal amaçlı kullanımı sığ jeotermal sistemlerin uygulama alanında yer almakta olup, akiferde ısı depolama ve yer kaynaklı ısı pompası olarak iki grupta uygulanmaktadır. Bunlar genel olarak “Akifer Termal Enerjisi Depolama” (ATED) ve “Yeraltısuyu Kaynaklı Isı Pompası” (YASKIP) yöntemleri olarak adlandırılmaktadır. ATED yöntemi sistemin bulunduğu iklim koşullarına bağlı olarak doğrudan ısıtma ve soğutma ya da ısı pompası destekli ısıtma ve soğutma olmak üzere farklı şekillerde uygulanabilmektedir. YASKIP yeraltı suyunun doğal sıcaklığından yararlanarak ısı pompasının daha verimli olarak kullanıldığı sistemlerdir. Genellikle biri çekim, diğeri enjeksiyon amaçlı olmak üzere iki kuyu veya iki kuyu grubu kullanılmaktadır. Yerli ve yenilenebilir enerji kaynaklarımızın kullanılması açısından konutlardaki ısıtma ve soğutma yüklerinin karşılanması ülkemiz açısından önem taşımaktadır. Bu kapsamda yeraltısuyunun termal amaçlı kullanılmasının kentsel alanlardaki enerji talebinin karşılanmasına ciddi katkılar yapabileceği düşünülmektedir. ATED ve YASKIP uygulamaları kapalı devre sistemler olması nedeniyle yeraltısuyu başka kaynaklarla karışarak kirlenmemekte, fiziksel olarak sıcaklığın değişmesine bağlı olarak su kimyası etkilenebilmektedir. Ülkemizde yeraltısuyunun termal amaçlı kullanımına ait sıcaklık sınırlaması ile ATED ve YASKIP sistemleri konusunda herhangi bir yasal düzenleme bulunmamakta ve yeraltı suyunun termal enerji potansiyeli değerlendirilememektedir. Yenilenebilir enerji kaynaklarından olan doğal yer ısısının kullanımının artırılabilmesi için yeraltısuyu sıcaklık değişimlerinin de göz önüne alınarak mevzuatta gerekli düzenlemelerin yapılması ve belirli sınırlar içinde kalmak şartıyla ATED ve YASKIP sistemlerinin yaygınlaşmasının önemli olduğu düşünülmektedir. Bu makalede yeraltısuyunun termal amaçla kullanımı ile fiziksel-kimyasal özellikleri arasındaki ilişkiler, ülkemiz ve uluslararası mevzuat açısından değerlendirilmektedir.