Bir biyogaz enerji santralinde atık ısıdan elektrik üretim sisteminin organik rankin çevrimi uygulaması ve çok kriterli optimizasyonu

---

Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Elektrik-Elektronik Fakültesi, Elektrik Müh.Bölümü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2023

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: ÇAĞATAY VARIŞ

Danışman: Selin Özçıra Özkılıç

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Enerji tüketiminin yükselmesi, hızlı nüfus artışı ve teknolojideki gelişmeler enerjiye duyulan ihtiyacı günden güne artırmaktadır. Bu ihtiyacın karşılanması noktasında yenilenebilir enerji hızla tükenen fosil yakıtların yerine geçebilecek en önemli alternatif kaynaklardır. Güneş enerjisi, rüzgar enerjisi, hidrojen enerjisi, jeotermal enerji, biyogaz enerjisi gibi birçok yenilenebilir enerji kaynağı mevcuttur. En önemli yenilenebilir enerji kaynaklarından birisi olan biyogaz, çoğunlukla ısı-güç kombine motorlarında/gaz motorlarında yakıt olarak kullanılmakta ve elektrik enerjisine dönüştürülmektedir. Fakat bu motorların verimleri düşük olup biyogazın yanması nedeniyle giren enerjinin çok büyük bir kısmı kayıp olarak, egzoz gazı şeklinde atmosfere atılmaktadır. Bu kayıp ısının sisteme kazandırılması sistem verimi üzerinde oldukça etkilidir. Bu nedenle bu tez çalışmasında, İstanbul ili, Silivri Seymen bölgesinde bulunan ve evsel atıklardan biyogaz üretimi yapan 26 adet gaz motorunun 450-500 °C sıcaklığa sahip atık ısılarının sisteme geri kazanımı için çözüm yöntemleri çalışılmıştır. Bu çalışma kapsamında, ilgili tesiste bulunan her bir gaz motorunun baca çıkışından alınacak egzoz gazına ait debi, sıcaklık, basınç değerlerine göre atık ısı değerlerinin hesaplanması, ısı eşanjörü ile termal yağ devresinin belirlenmesi, organik akışkanın seçilmesi ve organik rankin çevrimi döngüsünün parametrelerinin belirlenmesi hedeflenmiştir. Hedeflenen bu parametrelerin analizi sonucunda sistemin çevresel ve ekonomik etkileri incelenmiştir. Optimizasyon çalışması sonucunda ekonomik ve çevreye duyarlı çözümler elde edilerek tesis verimi artırılmıştır.