Batı Afrika bölgesi'nde kurulması planlanan gaz türbinli kojenerasyon sisteminin modellenmesi, termodinamik ve termoekonomik analizi
Modeling, thermodynamic, and thermoeconomic analysis of a gas turbine cogeneration system planned to be established in the west African region
- Tez No: 960735
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ALİ HÜSNÜ BADEMLİOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Energy
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Bursa Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Enerji Sistemleri Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 94
Özet
Bu çalışmada, Batı Afrika Bölgesi'nde yer alan Fildişi Sahili'nde kurulması planlanan gaz türbinli kojenerasyon sistemi modellenmiş, sistemin termodinamik ve termoekonomik performansı incelenmiştir. Gaz türbini çevrimi ve absorbsiyonlu soğutma çevriminden oluşan kojenerasyon sisteminin enerji, ekserji ve ekonomik analizleri farklı çalışma parametreleri için gerçekleştirilmiştir. Çalışma kapsamında basınç oranı (8-16), kompresör izentropik verimi (%80-88), türbin izentropik verimi (%75-85), rejeneratör etkenliği (%58-62), kaynatıcı sıcaklığı (90-100 °C) ve buharlaştırıcı sıcaklığının (0-5 °C) sistemin termodinamik ve termoekonomik performansı üzerindeki etkileri değerlendirilmiş ve bu doğrultuda sistemin enerji kullanım oranı (EKO), seviyelendirilmiş elektrik üretim maliyeti (SEÜM) ve seviyelendirilmiş soğutma maliyeti (SSM) hesaplanmıştır. Ayrıca, analizler farklı çevre sıcaklıkları altında gerçekleştirilmiş ve sistemin Fildişi Sahili'nde karşılaşılabilecek tipik sıcaklık koşulları altındaki performansı değerlendirilmiştir. İncelenen çalışma parametrelerine bağlı olarak, gaz türbini çevriminin enerji verimi %35,17 ile %42,72 arasında değişirken ekserji verimi ise %35,85 ile %44,05 arasında değişmiştir. Benzer şekilde, absorbsiyonlu soğutma sisteminin STK değeri 0,509 ile 0,562 arasında değişirken, eSTK değeri ise 0,198 ile 0,46 arasında gerçekleşmiştir. Basınç oranındaki artış, sistemin EKO ve SEÜM değerlerini düşürme eğilimi gösterirken; SSM değeri başlangıçta azalmış, ancak belirli bir basınç oranından sonra tekrar artış eğilimi sergilemiştir. En düşük SSM değeri, 10-11 aralığındaki basınç oranlarında elde edilmiştir. Kompresör ve türbin izentropik verimindeki artışlar, sistemin EKO değerini arttırmış, SEÜM ve SSM değerlerini düşürmüştür. Rejeneratör etkenliği, sistemin enerji kullanım oranını arttırmış ancak elektrik üretim ve soğutma maliyetini olumsuz yönde etkilemiştir. Öte yandan, kaynatıcı ve buharlaştırıcı sıcaklığındaki artışlar, hem EKO değerini iyileştirmiş hem de SEÜM ve SSM değerlerini düşürerek sistemin performansını olumlu yönde etkilemiştir. Genel olarak, çevre sıcaklığındaki artışın, kojenerasyon sisteminin hem elektrik üretim maliyetini hem de soğutma maliyetini olumsuz yönde etkilediği belirlenmiştir. İncelenen çalışma parametrelerine bağlı olarak, gaz türbinli kojenerasyon sisteminin EKO değeri %60,43–%63,30, SEÜM değeri 0,02527–0,04682 USD/kWh, ve SSM değeri ise 0,04839–0,07054 USD/kWh aralığında değişmiştir. Yapılan analizler sonucunda, buharlaştırıcıdan çıkan soğutulmuş havanın sıcaklığı en düşük 9,54 °C'ye kadar düşürülebilmiştir.
Özet (Çeviri)
In this study, a gas turbine assisted cogeneration system planned to be established in Côte d'Ivoire, located in the West Africa region, was modeled, and its thermodynamic and thermoeconomic performance was analyzed. The cogeneration system, consisting of a gas turbine cycle and an absorption refrigeration cycle, was subjected to energy, exergy, and economic analyses under various operating parameters. In this context, the effects of pressure ratio (8–16), compressor isentropic efficiency (80–88%), turbine isentropic efficiency (75–85%), regenerator effectiveness (58–62%), generator temperature (90–100 °C), and evaporator temperature (0–5 °C) on the system's thermodynamic and thermoeconomic performance were evaluated. Accordingly, the energy utilization factor (EUF), levelized cost of electricity (LCOE), and levelized cost of cooling (LCOC) were calculated. Additionally, the analyses were conducted under different ambient temperature conditions to evaluate the system's performance under typical temperature scenarios observed in Côte d'Ivoire. Depending on the investigated parameter ranges, the energy efficiency of the gas turbine cycle varied between 35.17% and 42.72%, while the exergy efficiency ranged from 35.85% to 44.05%. Similarly, the coefficient of performance (COP) of the absorption refrigeration system ranged from 0.509 to 0.562, and the exergy-based COP (eCOP) ranged from 0.198 to 0.460. An increase in the pressure ratio tended to reduce the EUF and LCOE, while the LCOC initially decreased and then increased again. The lowest LCOC was obtained at pressure ratios between 10 and 11. Increases in the compressor and turbine isentropic efficiencies enhanced the EUF and reduced both the LCOE and LCOC. Although an increase in regenerator effectiveness improved the EUF, it had an adverse effect on both electricity and cooling costs. On the other hand, increases in the generator and evaporator temperatures improved the EUF value and reduced both the LCOE and LCOC, thereby positively affecting the overall system performance. In general, it was determined that an increase in ambient temperature negatively affected both the electricity generation cost and the cooling cost of the cogeneration system. Depending on the examined operating parameters, the EUF of the gas turbine cogeneration system varies between 60.43% and 63.30%, the LCOE ranges from 0.02527 to 0.04682 USD/kWh, and the LCOC ranges from 0.04839 to 0.07054 USD/kWh. As a result of the analyses conducted, the temperature of the cooled air leaving the evaporator could be reduced to a minimum of 9.54 °C.
Benzer Tezler
- Derin öğrenme ve büyük veri analitiği yöntemleriKullanarak Covid-19 yayılımının ileriye dönük tahmini
Forecasting the spread of covid-19 using deep learning and big data analytics methods
CYLAS KIGANDA
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolGazi ÜniversitesiBilgisayar Bilimleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUHAMMET ALİ AKCAYOL
- İS 1. Yüzyılda Baetica Bölgesi'nde balık sosu ve tuzlu balık üretimi
Production of fish sauce and salted fish in the Baetica Region during the 1st century AD
KADİR İMAL
- National integration and efficacy on socio-economic and political development in nigeria
Nijerya'da ulusal entegrasyon ve sosyo-ekonomik ve siyasi kalkınmaya etkisi
EJIMADU CHRISTIAN CHUKWUEMEKA
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Siyasal Bilimlerİstanbul Aydın ÜniversitesiSiyaset Bilimi ve Uluslararası İlişkiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RAGIP KUTAY KARACA
- Türk ve Mali hukuklarında halka açık anonim ortaklıklar
Public joint stock companies in Turkish and Mali law
ABOUBAKAR SIDIKI KONTAO
- Serological investigation of peste des petits ruminants in lambs in Iraq-Kirkuk region
Irak–Kerkük bölgesinde kuzularda küçük ruminant vebası (pestedes petits ruminants ppr)'ın seroprevalansı
SARWAT KHORSHED RAHEEM
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Sağlık YönetimiVan Yüzüncü Yıl ÜniversitesiSağlık Bilimleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SÜLEYMAN KOZAT
