Novel schemes to hybridize geothermal power plants with concentrated solar thermal and biomass
Jeotermal enerji santrallerini konsantre güneş enerjisi ve biyokütle ile hibritleştirmek için yeni planlar
- Tez No: 902349
- Danışmanlar: PROF. DEREK KEITH BAKER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Makine Mühendisliği, Energy, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 143
Özet
Bu araştırmada jeotermal-CST-biyokütle içeren yeni bir üç yönlü hibridizasyon incelenmiştir. Kızıldere-2 (KZD-2) üçlü flaş ve ikili hibrit jeotermal enerji santrali (JES) bir vaka çalışması olarak kullanılmıştır. Ayrıca, yıllar içinde entalpi düşüşü nedeniyle türbinlerdeki fazla kapasiteler, yaz günlerinde performans düşüşü ve esneklik ve iletim eksikliği gibi sorunlar ele alınmıştır. Bir buhar Rankine çevrimi üzerinde çalışan hibrit CST-biyokütle ile çalışan bir üst çevrim tasarlanmıştır. Bu üst çevrim, kendi gücünü üretecek ve ayrıca KZD-2 JES'in alt çevrimine ek bir buhar akışı sağlayarak, fazla türbin kapasitesini kullanacaktır. Model, günlük ve mevsimsel kaynak değişimlerinin etkilerini incelemek için TRNSYS ortamında oluşturulmuş ve simüle edilmiştir. Kullanılan biyokütle kaynağı, kış hasat zamanlarında daha fazla bulunan yerel zeytin posasıdır (OR). Ayrıca CST için, parabolik oluklu kolektörler kullanılmıştır. Ortaya çıkan çalışma, yaz aylarında güneş kaynaklarının KZD-2'nin azalan performansını karşılamaya yardımcı olabileceğini göstermiştir. Ayrıca, biyokütle kaynağı OR, güneş kaynaklarının yetersiz olduğu kış aylarında daha fazla güç ekleyebilir. İkisi bir arada, KZD-2'ye ek bir buhar akışı sağlayarak Orta Basınç Türbini'ni (IPT) tam kapasiteye geri getirebilir. Son olarak, biyokütle, saatlik dalgalanmaları karşılayabilecek değişken yanma oranları ile hazır bir enerji kaynağı olarak kullanılabilir. Bu şekilde, santralin esnekliği ve iletim kabiliyeti artırılır. Sonuçlar, güneşli ve açık hava koşullarında, 20 MWe'den fazla ek güç elde edilebileceğini göstermiştir. Sonuçta biyokütle yakıt tüketim oranı, mevsime ve mevcut güneş kaynaklarına bağlı olarak 4.2 - 5.8 kg/s arasında değişmektedir. Son olarak, yapılan bir teknik-ekonomik analiz, YEKDEM satın alma anlaşması ile 5 yıl ve spot piyasa fiyatları ile 9 yıl geri ödeme süresiyle 81.19 $/MWh'lik bir LCOE ortaya koymuş ve bu değerler yenilenebilir enerji teknolojileri arasında rekabetçi bulunmuştur.
Özet (Çeviri)
A novel three-way hybridization, having geothermal-CST-biomass, is studied in this research. Kızıldere-2 (KZD-2) triple flash and binary hybrid geothermal power plant (GPP) is used as a case study. Furthermore, its issues related to enthalpy decrease with years, causing excess capacities in turbines, declining performance during summer days, and lack of flexibility and dispatchability are addressed. A topping cycle of hybrid CST-biomass running on a steam Rankine cycle is designed. This topping cycle would generate its own power and also supply an additional steam flow to the bottoming KZD-2 GPP, using its excess turbine capacity. The model is built and simulated on the TRNSYS environment to study the effects of daily and seasonal resource variations. The biomass resource used is the local Olive Residue (OR), found more during winter harvest times. Moreover, for CST, parabolic trough collectors are used. The resulting study showed that the solar resources during summer times can help cover for the declining performance of KZD-2. Moreover, the biomass resource OR can add more power during winter when solar resources are lacking. The two combined can supply KZD-2 with an additional steam flow that brings its Intermediate Pressure Turbine (IPT) back to total capacity. Lastly, biomass can be used as a readily available energy resource with variable combustion rates to account for hourly fluctuations. This way, the flexibility and dispatchability of the plant are increased. The results showed that in sunny and clear sky conditions, more than 20 MWe of additional power can be obtained. The resulting biomass fuel consumption rate changes between 4.2 - 5.8 kg/s, depending on the season and solar resources available. Lastly, a techno-economic analysis is performed, resulting in an LCOE of 81.19 $/MWh, and a payback period of 5 years with YEKDEM purchasing agreement and 9 years with spot market prices. which are competitive values among renewable energy technologies.
Benzer Tezler
- Practical evaluation of low-complexity medium access control protocols for wireless sensor networks
Başlık çevirisi yok
SELAHATTİN KOŞUNALP
Doktora
İngilizce
2015
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiThe University of YorkElektronik Ana Bilim Dalı
DR. TIM CLARKE
- Çok kullanıcılı çok-girişli çok-çıkışlı sistemler için uzaysal modülasyon tabanlı özgün sistem tasarımları
Novel spatial modulation based system designs for multi-user multiple-input multiple-output systems
SEYFETTİN MUHİBBULLAH ULUOCAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERTUĞRUL BAŞAR
- Novel OTFS system designs for 6G communication networks
6G haberleşme ağları için yeni OTFS sistem tasarımları
YUSUF İSLAM TEK
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKoç ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERTUĞRUL BAŞAR
- Multilevel heuristics for task assignment in distributed systems
Dağıtık sistemlerde çok düzeyli görev atama algoritmaları
MURAT İKİNCİ
Yüksek Lisans
İngilizce
1998
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiBilgisayar Bilimleri ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CEVDET AYKANAT
- GOOWE-ML: A novel online stacked ensemble for multi-label classification in data streams
GOOWE ML: Veri akışlarında çok-etiketli sınıflandırma için yeni bir üst-öğrenicili çoklu-sınıflandırıcı
ALİCAN BÜYÜKÇAKIR
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FAZLI CAN