Jeotermal elektrik santrallerinde optimum performans ve verim için sistem tasarımı ve işletme şartlarının incelenmesi
Investigation system design and operational conditions for optimum performance and efficiency of geothermal power plants
- Tez No: 515794
- Danışmanlar: PROF. DR. NAZIM USTA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Makine Mühendisliği, Energy, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Pamukkale Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 122
Özet
Yenilenebilir enerji kaynağı olarak bilinen ve ülkemizde de bulunan jeotermal ısı kaynaklarından elektrik üretimi önemli bir konudur. Ülkemizde jeotermal ısı kaynaklarının sıcaklıkları bölgeye göre farklılık gösterse de çoğunluğu düşük ve orta sıcaklıklı kaynaklardır. Orta ve düşük sıcaklıktaki jeotermal ısı kaynaklarından elektrik üretiminde, sudan daha düşük sıcaklıkta kaynayan akışkanların kullanıldığı organik Rankine çevrimi (ORC) kullanılmaktadır. Bu tez çalışmasında, Aspen Plus programı kullanılarak on farklı iş akışkanıyla (R113, R114, R141b, n-pentan, izopentan, R245fa, n-bütan, izobütan, R142b, R236fa) çalışan temel ve çift basınç kademeli ORC konfigürasyonları analiz edilmiştir. Analizlerde jeotermal akışkanın basıncı 5 bar, debisi 1400 t/h ve re-enjeksiyon sıcaklığı 65 °C seçilirken jeotermal akışkan giriş sıcaklıkları 110 °C, 135 °C ve 160 °C olması durumları için incelemeler yapılmıştır. Konfigürasyon tipi, jeotermal akışkan giriş sıcaklığı ve iş akışkanının sistem net güç çıkışına, verime ve ekipman maliyetlerine etkilerini belirlemek için termodinamik ve ekonomik analizlerde elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır. Jeotermal akışkan giriş sıcaklığının artmasının, her iki konfigürasyonda da net güç çıkışını ve verimi artırdığı tespit edilmiştir. Ayrıca, çift basınç kademeli ORC konfigürasyonun temel ORC konfigürasyonundan daha fazla net güç çıkışı ve verimi sağlamasına rağmen, çift basınç kademeli ORC konfigürasyonun ekipman maliyeti iş akışkanına bağlı olarak dikkate değer miktarlarda temel ORC konfigürasyonundan daha yüksek olduğu belirlenmiştir. Bu yüzden, optimum bir sistem tasarımı için termodinamik ve ekonomik analizlerin birlikte yapılması zorunluluğu sayısal değerler ile ortaya konulmuştur. Bunlara ek olarak, jeotermal akışkan re-enjeksiyon sıcaklığının artışının, sistem net güç çıkışı ve verimine etkilerinin hangi oranlarda olduğu da belirlenmiş ve sonuçlar sunulmuştur. Son olarak, çift basınç kademeli ORC konfigürasyonunda yüksek ve alçak basınç kademelerinde farklı iş akışkanı kullanımı ile daha fazla net güç çıkışı elde edilebileceği gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
Electricity generation from geothermal heat resources which are known as renewable energy sources and also available in our country, is an important issue. Although temperatures of geothermal heat resources may vary depending on the place in our country, most of the resources are low and medium temperature geothermal resources. Organic Rankine cycle (ORC), which uses working fluids boiling at much lower temperatures than water, is used in electricity generations from low and medium temperature geothermal resources. In this thesis, basic and double pressure ORC configurations with ten working fluids (R113, R114, R141b, n-pentane, isopentane, R245fa, n-butane, isobutane R142b, R236fa) were analysed by using Aspen Plus program for three different geothermal fluid inlet temperatures, namely 110 °C, 135 °C and 160 °C, with 65 °C re-injection temperature. Pressure and mass flowrate of the geothermal fluid were chosen as 1400 t/h and 5 bar for case studies. The results of thermodynamic and economic analyses were compared to determine the effects of the configuration, the geothermal fluid inlet temperature and the working fluid on the net power output, the efficiency and the equipment cost of a system. It was determined that the net power outputs and the efficiencies of both configurations were increased with increasing the geothermal fluid inlet temperature. In addition, it was found that although double pressure ORC configuration can generate higher power output and efficiency than basic ORC at different quantities depending on the working fluid, the equipment cost of a double pressure ORC configuration is significantly higher than that of a basic ORC configuration for a working fluid. Therefore, it was revealed that it is necessary to perform both thermodynamic and economic analyses for optimum system design. In addition, the effects of geothermal fluid re-injection temperatures on the net power output and the efficiency of the systems were investigated and the results were presented. Finally, it was found that more power output can be generated in double pressure ORC configurations by using different working fluids at high and low pressure stages.
Benzer Tezler
- Jeotermal enerji kaynaklarının optimal kullanım modelinin geliştirilmesi ve yöresel uygulaması
The improvement of optimal usage model for geothermal energy resources and the local application
AHMET DAĞDAŞ
Doktora
Türkçe
2004
Makine MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RECEP ÖZTÜRK
- Preliminary studies in the production of FeV from fuel oil slag formed in power plants
Fuel oil termik santral cürufundan FeV üretimi ön çalışmaları
GÜNEŞ YAKUPOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2009
Metalurji MühendisliğiMarmara ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERSAN KALAFATOĞLU
YRD. DOÇ. DR. SEVAL GENÇ
- Investigation the impacts of a dominant firm's bidding strategies on market-clearing prices in a liberalising electricity market
Serbestleşme sürecindeki bir elektrik piyasasında faaliyet gösteren piyasa gücü bulunan bir firmanın piyasa takas fiyatları üzerindeki etkilerinin araştırılması
BURAK KARAMAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Ekonomiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SENCER ECER
- Yenilenebilir enerji kaynaklarının karşılaştırmalı ekonomik analizi
Comparative economic analysis of renewable energy resources
NEBAHAT DERİNGÖL
- Türkiye'deki jeotermal kaynaklar için güç santrallerinin termodinamik analizi ve optimizasyonu
Thermodynamic analysis and optimization of power plants for geothermal resources in Turkey
AHMET COŞKUN
Doktora
Türkçe
2011
Makine MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ BOLATTÜRK
PROF. DR. MEHMET KANOĞLU