Biyogaz üretim tesisinde enerji depolama sistemi tasarımı ve termodinamik analizi
Energy storage unit design in biogas power plant and thermodynamic analysis
- Tez No: 941370
- Danışmanlar: DOÇ. DR. BATTAL DOĞAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Energy
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 79
Özet
Biyogaz tesislerinde üretilen gazın her an kullanılması mümkün olmadığından depolama gereklidir. Bu çalışmada Samsun Avdan Biyogaz tesisine ait veriler kullanılarak yeni nesil bir enerji depolama ünitesi tasarlanmıştır. Tesise 100 ton/gün katı atık girdiği ve 3000 m3/saat biyogaz üretimi gerçekleştiği kabul edilmiştir. Tesiste yaş fermantasyondan sonra 55.48 ton/gün atık seperatöre gönderilmektedir. Biyogaz tesisinde yer alan gaz motorlarının enerji, ekserji ve sürdürülebilirlik analizi gerçekleştirilmiştir. Tesiste üretilen biyogazın depolanması için metal-organik kafes yapısı kullanılan sistem tasarımı için hesaplamalar yapılmıştır. Metal-organik kafes yapısının kullanılacağı deponun boyutlandırılması ve tasarımı bilgisayar destekli yazılımlarla gerçekleştirilmiştir. Üç farklı tank malzemesine bağlı olarak tasarım gerçekleştirilmiş ve iki farklı metal-organik kafes yapısı tanklara yerleştirilmesi durumu ele alınmıştır. Her bir tank türünde depolanabilecek gaz miktarı hesaplanmıştır. MOF-5 kullanılarak 65 bar basınçta ve 24 L'lik tankta 3.6 kg CO2 depolanabilecektir. HKUST-1 kullanılarak 65 bar basınçta ve 24 L'lik tankta 4.1 kg CH4 depolanabilmektedir. Termodinamik analiz yapıldığında motorun ısıl verimi %40,91 ekserjik verimi ise %38,4 olarak bulunmuştur. Bu çalışma biyokütle tesisinin yeni tarz enerji depolama teknolojilerinin kullanımına öncülük etmesi açısından önem arz etmektedir. Ayrıca, gelecekteki biyokütle tesislerinin nasıl olabileceği konusunda bir fikir öne sürmektedir.
Özet (Çeviri)
The history of biomass energy, which is among renewable energy sources, dates back to the discovery of fire. In recent years, studies on biogas plants in our country have gained momentum. Since the gas produced in biogas plants cannot always be used immediately, storage is necessary. The aim of this study is to scientifically and objectively investigate and determine the advantages and disadvantages of a biogas plant that utilizes energy storage technologies compared to a conventional biogas plant that does not use these technologies. For this purpose, the Samsun AVDAN Biogas Plant was examined within the scope of this study, and an energy storage unit was designed for this facility. Although solid waste input and biogas production vary in the plant, this study assumes that 100 tons/day of solid waste is processed, producing 3,000 m³/hour of biogas. After wet fermentation, 55.48 tons/day of waste is sent to the separator. Within the scope of this study, a metal-organic framework (MOF) structure was chosen for gas storage based on the data from the Samsun Avdan Biogas Plant. After calculating the amount of gas produced in the facility, the sizing and design of the storage unit utilizing the metal-organic framework structure were carried out using computer-aided software. The design was implemented based on three different tank materials, and two different metal-organic framework structures were placed inside the tanks. The amount of gas that can be stored in each type of tank was calculated. This study is significant as it pioneers the use of new energy storage technologies in biomass plants. Additionally, it presents an idea of how future biomass plants could be designed.
Benzer Tezler
- Treatment of municipal wastewater and organic waste by a pilot scale high rate activated sludge system
Evsel atık su ve organik atıkların pilot ölçekli yüksek hızlı aktif çamur prosesi ile arıtımı
DİLARA SANCAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İZZET ÖZTÜRK
- High-rate activated sludge process for energy efficient wastewater treatment
Enerji verimli atıksu arıtımı için yüksek yüklemeli aktif çamur prosesi
HAZAL GÜLHAN
Doktora
İngilizce
2023
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İZZET ÖZTÜRK
- Üniversite yerleşkesinde oluşan yemekhane atıkları ile gerçek ölçekli biyometanizasyon tesisinde biyogaz üretimi
Biogas production at full scale biomethanizition plant from food waste generated at university campus
ENES AĞUŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MAHMUT ALTINBAŞ
- Extended exergy accounting (EEA) analysis of Turkish society: Determination of environmental remediation costs
Genişletilmiş ekserji analizi metodunun Türkiye uygulaması: Çevresel etki maliyetlerinin belirlenmesi
CANDENİZ SEÇKİN
Doktora
İngilizce
2013
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET R. BAYÜLKEN
PROF. DR. ENRICO SCIUBBA
- Optimization of wastewater and sludge treatment plants regarding efficiency, flexibility and reduction of CO2 emissions
Atıksu ve çamur arıtma tesı̇slerı̇nı̇n verı̇mlı̇lı̇k, esneklı̇k ve CO2 salımlarının azaltılması yönünden optı̇mı̇zasyonu
NİLÜFER TOPUZ
Doktora
İngilizce
2024
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN CAN OKUTAN