Jeotermal enerji kaynaklarının optimal kullanım modelinin geliştirilmesi ve yöresel uygulaması
The improvement of optimal usage model for geothermal energy resources and the local application
- Tez No: 154317
- Danışmanlar: PROF. DR. RECEP ÖZTÜRK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Jeotermal, jeotermal enerji, jeotermal ısıtma, elektrik üretimi, bölgesel ısıtma sistemleri, Denizli, Kızıldere, jeotermal santral, ekserj i, optimizasyon. xııı, Geothermal, geothermal energy, geothermal heating, power production, district heating, Denizli, Kizildere, geothermal power plant, exergy, optimization. XIV
- Yıl: 2004
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 165
Özet
ÖZET Jeotermal kaynakların termodinamik, kimyasal, fiziksel, çevresel ve ekonomik özellikleri farklı olduğundan, her bir kaynaktan yüksek verimde yararlanmayı sağlamak için kaynağa özel yararlanma modelinin belirlenmesi gerekir. Bu tezde yüksek entalpili bir kaynaktan optimum oranda yararlanmayı mümkün kılacak bir modelin teknik analizi yapılmıştır. Jeotermal güç santralleri, 1970'li yıllardaki petrol krizi ile birlikte kurulmaya başlamıştır. O yıllarda tek flaşlı sistemde kurulan santraller bugün de çalışmaya devam etmektedir. Ancak tek flaşlı santrallerin dönüşüm verimleri çok düşüktür ve jeotermal akışkanın enerjisinin çok az bir kısmı kullanılabilmektedir. Enerjinin büyük bir kısmı ya kaynağa ya da çevreye atılmaktadır. Bu durum tek flaşlı santrallerin geliştirilmesi gerçeğini gündeme getirmektedir. Bu amaçla literatürde önerilen tekliflerden birisi de kombine tek flaş-binary jeotermal güç santralidir. Bu tip bir santralde tek flaşlı üniteden yüksek sıcaklıkta çıkan jeotermal akışkan bir ısı değiştiricisinden geçirilerek enerjisini düşük sıcaklıklarda buharlaşabilen bir akışkana aktarmakta ve elde edilen buhar Rankine çevrimini gerçekleştirmektedir. Diğer taraftan, ısı değiştiriciden çıkan jeoakışkanın sıcaklığı 60 °C'den daha büyük oluyorsa, bu akışkan bölgesel ısıtma sistemlerinde kullanılabilmektedir. Bu şekildeki kademeli kullanımlarla jeotermal akışkanın enerjisinden daha fazla yararlanmak mümkündür. Bu tezde, tek flaşlı bir güç santralinin performansını artırmaya yönelik çalışmaların ardından kombine tek flaş-binary jeotermal güç santralinin performans analizi yapılmıştır. Geliştirilen yararlanma modeline göre, kombine santralden yüksek sıcaklıkta ayrılan jeotermal akışkan ile bölgesel ısıtma da yapılmaktadır. Bu şekilde hazırlanan üç kademeli sistemin performans analizleri sonucunda optimal kullanım modeli belirlenmiştir. Tek flaşlı güç santralinin separatöründen ayrılan yüksek sıcaklıklı jeoakışkan ardışık iki ısı değiştiricisinden geçirilmiş ve birinci ısı değiştiricisi ile binary güç çevrimi, ikinci ısı değiştiricisi ile de bölgesel ısıtma sistemi kurulmuştur. Isı değiştiricilerinin optimizasyonu yapılarak, giriş şartları belli olan akışkanların optimal çıkış sıcaklıkları ve optimal ısı transfer alanları bilgisayar programı yardımıyla belirlenmiştir. Performans analizlerini yapmak için tüm sistemin temel noktalarının enerji ve ekserj ileri hesaplanmış ve optimal modelin I. ve II. kanuna göre yararlanma oranları belirlenmiştir. Optimizasyonlarm amaç fonksiyonu, üretilen net elektrik ve termal güçtür. Geliştirilen modelin uygulanabilir olduğunu göstermek ve ülkemize de katkı sağlamak amacıyla Denizli-Kızıldere jeotermal sahasına ait ölçülen değerler ve teknik bilgiler kullanılmıştır. Ayrıca, jeotermal enerjiden güç üretimi ve ısıtma uygulamaları konusunda Türkçe yayınların azlığı nedeniyle, bu konulara ait genel bilgiler de sunulmuştur.
Özet (Çeviri)
ABSTRACT Special utilization methods to provide high efficiency should be determined for each geothermal reservoir since they have different thermodynamical, chemical, physical, economical and environmental properties, hi this thesis, an optimal utilization method applied to high enthalpy geothermal reservoir have been analyzed. Geothermal power plants are being installed since energy crisis in 197(Ts. Since then, single Hash type power plants are still in usage. However, their conversion efficiencies are very low and all reservoir exergy in these plants can be used to a limited level. Most of the reservoir exergy is discharged to either the reservoir or to the environment. Therefore, these types of power plants need to be improved. One of the proposed methods for improvement of these types of geothermal power plant is adding binary power cycle to the existing (lashing cycle. In these plants, water leaving from the first cycle separator enters to a heat exchanger for to transfer heat energy to the selected working fluid of secondary power cycle. The working fluid is a fluid that can easily evaporate like isobutane and it operates in Rankine cycle. On the other hand, if geofluid, that is leaving from the heat exchanger has a temperature over 60 °C, it can be used for district heating systems. In cascaded uses like this, more utilisation from geofluid is possible. In this dissertation, firstly, performance improvement studies have been carried out ofa single flash geothermal power plant. Secondly, the performance analysis ofa combined single flash- binary geothermal power plant have been investigated. According to the proposed utilization model, the geothermal brine leaving from the combined power cycle is used in a district heating application. After the performance analysis of arranged three cascaded utilisation model like this, the optimum utilization model is determined. High temperature geofluid that is leaving from single flash cycle separator, passes through two consecutive heat exchangers. The first heat exchanger belongs to binary geothermal power cycle, and the second heat exchanger belongs to geothermal district heating system. Heat exchangers' optimization have been carrried out and output temperatures of each fluid from the heat exchangers have been determined. After that, optimum heat transfer area of the heat exchangers have been calculated via a computer software. For the performance analysis of the system, at basic points energy and exergy values have determined. The first and the second law utilization efficiency have been calculated. The objective function of the optimization is to maximize the net electrical and the thermal power of the system. To prove the proposed model is applicable and it is useful for Turkey, real measurement values from Denizli-Kizildere geothermal power plant were used in computer analysis.
Benzer Tezler
- 50 MV kurulu güçteki güneş kulesi santralinin tasarımı ve modellenmesi
Design and modelling of solar power tower plant with nameplate capacity of 50 MW
YUSUF KARAKAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SEVAN KARABETOĞLU
- Determination of optimal solar cell parameters using improved particle swarm optimization algorithm
Geliştirilmiş parçacık sürü optimizasyon algoritması kullanarak optimal güneş pili parametrelerinin belirlenmesi
HAMSA ABDULKAREEM NASHOOR NASHOOR
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Gelişim ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MAHMOUD H. K. ALDABABSA
DR. ÖĞR. ÜYESİ KHALİD O. MOH. YAHYA
- Design of a high-accuracy energy management system for electric vehicles and V2G approaches considering battery aging
Elektrikli araçlar için yüksek doğruluklu enerji yönetim sistemi tasarımı ve batarya yaşlanmasını dikkate alan V2G yaklaşımları
ARDA AKYILDIZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET ONUR GÜLBAHÇE
DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA ALPARSLAN ZEHİR
- Çoklu regresyon analizi ve yapay sinir ağları ile Türkiye enerji talep tahmini
Multiple regression analysis and neural networks with Turkish energy demand forecast
FEYYAZ YÜZÜK
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
İşletmeSivas Cumhuriyet Üniversitesiİşletme Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜDAVERDİ BİRCAN