1.1--Hastaneler-Üniversite Kampusları ve Fabrikalar İçin Enerji Tasarrufu:
1--Kojenerasyon tesisi doğalgazı kazanda yakarak elde edilen sıcak su buharı ile çevrilen türbin ile elektrik üretmek ve kazana dönen su buharı+sıcak sudan ise ısıtma yapmak amacıyla yaralanabilmeyi mümkün kılar.
2--Bilinen güç üretim sistemlerinin verimi yaklaşık olarak % 35 civarındadır. Sisteme verilen enerjinin % 65 kadarı atık ısı olarak sistemden dışarıya atılmaktadır.
3--Atık ısının, sanayide, ticarette, ev ısıtması ve soğutmasında kullanılmasıyla ısıl verim % 55’e kadar çıkarılabilir.
4--Gaz türbinli kojenerasyon sisteminde, atık ısının kullanımıyla kojenerasyon santralının ısıl verimliliği % 90 civarına çıkabilir.
5--Kojenerasyon santralında üretilen elektrik enerjisi yerel olarak kullanılmakta olup ,iletim ve dağıtım kayıpları yoktur dolayısıyla bilinen elektrik santralleriyle karşılaştırıldığında, % 15–40 arasında değişen tasarruflar sağlamaktadır.
6—Kimya tesislerinde, rafinerilerde, kağıt sanayinde, gıda sanayinde, eğitim kurumlarında, hastanelerde, büyük yerleşim merkezlerinde, sitelerde, alışveriş merkezlerinde, v.s.) yani elektrik ve ısının birlikte İhtiyaç duyulduğu yerlerde kojenerasyon sistemleri tercih edilebilmektedir.
7--Bugün Amerika’da üniversitelerde bu sistemlerle üretilen elektrik ve ısı gücü yaklaşık olarak 600 MW mertebesindedir.
7.1--Kısaca kampus elektrik ve ısı ihtiyaçlarının çözümünde kojenarsayon sistemleri tercih edilmektedir.
7—Kojenersayon Santralı Seçimi:
7.1--Sağlıklı bir kojenarasyon santral seçimi için mümkünse yıllık, yoksa aylık ya da haftalık elektrik tüketim değerlerinin tespiti yapılmalı, bunlar grafiklere dökülmelidir.
7.2--İlk olarak yıllık ortalama elektrik tüketimine göre atıl kapasite yaratmayacak şekilde ve bu tüketimin biraz altında kalacak bir kapasite seçilir.
7.3—Bu anlamda birinci amaç elektrik tüketimine yönelik kapasite belirleme olmalıdır.Santralin elektrik kapasitesi belirlendikten sonra ısı tüketim verilerine bakılır.
8--Kojenerasyon sistemlerinin bir başka önemli özelliği de üretilen yararlı ısının kalitesidir.
9--Gaz türbini kullanılması halinde gaz türbininden çıkan egzoz gazları ısının doğrudan kullanımı şeklinde de değerlendirilebilir.
10--Örneğin çimento endüstrisindeki, seramik fabrikalarındaki kurutma prosesleri gibi sanayi tesislerinde kojenarsyon tesisi kullanılması halinde , Kojenerasyon tesislerinin toplam veriminin genellikle % 90 ve üzerine çıktığı bilinmektedir.
11-- Kojenarasyon Sistemlerinin Özellikleri:
1—Buhar Türbini:
1.1—Kullanılan Yakıt:Bütün Yakıtlar
1.2—Üretilen Güç Aralığı:1-100 MW
1.3—Isı/Güç Oranı:3/1—8/1
1.4—Elektriksel Verim:%10-%20
1.5—Sistem Verimi:%80
1.6—Buhar Basıncı>=2 bar
2—Karşı Basınçlı Buhar Türbini:
1.1—Kullanılan Yakıt:Bütün Yakıtlar
1.2—Üretilen Güç Aralığı:0,5-500 MW
1.3—Isı/Güç Oranı:3/1—10/1
1.4—Elektriksel Verim:%7-%20
1.5—Sistem Verimi:%80
1.6—Buhar Basıncı>=2 bar
3—Kombine Çevrimli Gaz Türbini:
1.1—Kullanılan Yakıt:Gaz,biyogaz,Doğalgaz,Nafta
1.2—Üretilen Güç Aralığı:3-300 MW
1.3—Isı/Güç Oranı:1/1—3/1
1.4—Elektriksel Verim:%35-%55
1.5—Sistem Verimi:%73-90
1.6— Yüksek sıcaklıkta sıcak su, orta derece-de buhar
4—Gaz Türbini:
1.1—Kullanılan Yakıt:Gaz,biyogaz,Doğalgaz,Nafta
1.2—Üretilen Güç Aralığı:0,25-50 MW
1.3—Isı/Güç Oranı:1,5/1—5/1
1.4—Elektriksel Verim:%25-%42
1.5—Sistem Verimi:%65-87
1.6— Yüksek sıcaklıkta sıcak su, orta derece-de buhar
5—Gaz Motoru:
1.1—Kullanılan Yakıt:Gaz,biyogaz,Doğalgaz,Nafta
1.2—Üretilen Güç Aralığı:0,2-20 MW
1.3—Isı/Güç Oranı:1,5/1—3/1
1.4—Elektriksel Verim:%35-%45
1.5—Sistem Verimi:%65-90
1.6— Düşük basınçta buhar, orta sıcaklıkta sıcak su
6—Diesel Motoru:
1.1—Kullanılan Yakıt:Gaz,biyogaz,Doğalgaz,Nafta
1.2—Üretilen Güç Aralığı:0,003-6MW
1.3—Isı/Güç Oranı:1/1—3/1
1.4—Elektriksel Verim:%25-%43
1.5—Sistem Verimi:%70-92
1.6— Düşük basınç ve sıcaklıkta sıcak su
12-Bazı Pratik Bilgiler:
1-- Hastane,Büyük İşyerleri,Fabrika vs için elektrik üretim maliyetini % 50 azaltan kojenerasyon tesisi kurmak iyi bir çözüm olabilir.
2--11.08.2011 tarihi itibarıyla bedaş elektrik satış fiyatı yaklaşık 0.269 TL/kwh olup,
kojenerasyon ile elektrik üretiminde üretim maliyeti 0.115 TL/kwholup ,
bu imkan ile % 50 tasarruf sağlanabilir.
3--Kojenerasyon tesisi ile elektrik üretmenin yanında ,elde edilen atık ısı ile binayı bedava olarak ısıtmak mümkün olabilmektedir.
3.1--1200 kw kojenarasyon tesis fiyatı yaklaşık 700.000EU civarında olup 1.5 yılda kendini amorti edebilmektedir.
4--Doğalgaz satış fiyatları yükseldiğinde elektrik satış fiyatı da artacağı için kojenerasyon elektrik üretmek amacıyla her zaman uygun bir çözüm olabilir..
5--Kojenerasyon tesisi kurmak için 500kw üstünde Bakanlıktan lisans almak gerekir.kaç ünite olursa olsun 500 kw altında lisans almak gerekmez. Kojenerasyon sistemi kurmak için arke enerji vs firmalar önerilebilir.
13—Örnek Seçim:
1—Herhangi bir örnek tesis için ihtiyaçlar incelendiğinde, elektrik ihtiyacının çok, ısı ihtiyacının da çok az olduğu bilinsin Bu tip tesisler için karşı basınçlı buhar türbini seçilmesi tavsiye edilir.
1.1--Ancak buhar türbinlerinin maliyetinin çok yüksek olması, işletme ve bakımının diğer tiplere nazaran zor olmasından dolayı tercih edilmez.
2—Sonuçta böyle bir tesis için işletimi daha kolay olan, her türlü sıvı-gaz yakıtı yakabilen, kuruluş süresi kısa, yatırım maliyetleri düşük, devreye kolay girip çıkabilen sistem seçilmesi gereklidir.
3—Böyle bir tesiste üretilecek buhar çevreye gönderilebilir ve bir kazanç haline dönüştürülebilir.
4--Bu amaç doğrultusunda güç de dikkate alınarak böyle bir tesis için gaz türbinli sistem seçilebilir.
5—Örnek tesisimizin elektrik talebine grafiğine baktığımızda en çok elektriğe ihtiyaç olunan ay ı Aralık ayı olarak seçersek ve bu aydaki elektrik ihtiyacı örneğin 403920 kWh'olsun..
5.1--Tesisin günde 15 saat ve ayda da 26 gün çalışacağı göz önüne alınırsa, sistemimizin gücü yaklaşık olarak şu şekilde hesaplanabilir: 403920 / 15* 26 = 1035,7 kW
5.1--Sistemimizin elektrik gücünü (EG) 1155 kW olarak seçersek Alternatör kaybını da göz önüne alırsak, gaz türbini kataloğundan standart bir türbini seçmek istersek; sistemin mekanik gücü 1204 kW olan türbini seçebiliriz.
5.2--Bu gücün yaklaşık % 4-5’i alternatör kaybıdır. Jeneratör verimi ise %95'dir.
6—Seçilen gaz türbininin ortalama elektrik verimi %40 olarak kabul edilmiştir. Sistemin ortalama ısıl verimi %45 ve mevcut kullanılan kazanın verimi ise %90 alınmıştır. Sistemde kullanılan yakıt doğalgazdır.
7—Seçilen gaz türbini ile tesise gereken elektrik ve ısı kullanılacak, geri kalan elektrik enerjisinin Tedaş’a dolayısıyla şebekeye satışı yapılacak yine artan ısı miktarının da çevredeki endüstriyel tesislere buhar olarak satılması düşünülebilir.
8--Sistemin ilk yatırım bedeli 1 kW’lık güç için yaklaşık olarak 600 $ alınabilir.. Gaz türbinli kojenerasyon sistemlerinde birim tesis bedeli 400–600 $ arasında değişmektedir.
8.1-- Güç ile bu değer ters orantılı olduğundan seçilen kojenerasyon tesisine göre en yüksek olan değerden 600 $ alınmıştır
9—Sistemin işletilmesi için gereken Personel Gideri:Personel brüt maaşı: 2 $/h-Personelin sistemi denetleme süresi: 8350 h/yıl
10--Sistemin Yıllık Servis, Yedek Parça ve Yağ Gideri: Sistemin yıllık servis, yedek parça ve yağ gideri ilk yatırım bedelinin %10'u olarak alınabilir.
11-- Sistemin yıllık toplam işletme gideri,yaklaşık olarak türbin gücünün kw başına 1100 dolar alınabilir.
12—Çevresel açıdan bakıldığında Gaz türbinlerinin emisyon değerleri fosil yakıtlı santrallerine göre oldukça düşüktür.
13—Kojenerasyon tesisleri kendisini en az 1,25 yılda yani 15 ayda amorti edebilir.
14—Örnek Gaz Türbinli Kojenarasyon Tesisine ait Teknik Bilgiler:
Ünite Sayısı:1 Adet
Elektrik Gücü...........1204 kWe
Mekanik Güç............1155 kWm
Elektrik Verimi..........% 40
Isı Verimi....................%45
Jeneratör Verimi.........% 95
Çalışma Saati..............8000 h/yıl
Yük Faktörü................0,91
Ortalama Sıcaklık .......26 °C
Kaynakça:Tesisat Mühendisliği Dergisi Sayı: 95, s. 5-12, 2006--Bir Üniversite Kampüsü Đçin Uygun Enerji Sisteminin Seçimi--Olcay KINCAY- Zehra YUMURTACI
2-- Kojenerasyon Sistemi Kurmanın Faydası-Toplu Konut Siteleri:
1—Doğalgazın petrolün yerini almasıyla daha temiz-doğalgazın küresel ısınmya petrole göre %50 daha az katkı yapacağı varsayılırsa önümüzdeki 30-50 yılın doğalgaz yılı olması beklenebilir.
1.1--Bu anlamda elektrikte yerel üretim esas alınarak gaz motorlu kojenerasyon üniteleri toplu konutlar ve büyük ticari binalar için ön plana çıkabilir.
1.1--Yapılan bir çalışmada; 2540 fabrika ve 1651 ticari bina arasından 817 fabrika ve 966 ticari binanın 2020’ye kadar kojenerasyon teknolojilerine dönüştürülebileceği değerlendirilmesi yapılmıştır
2—Çalışmaya konu olan Sitedeki 563 dairenin ısıtma periyodunda 6 ay kış dönemi için fatura değeri ortalama 300 TL, 6 ay yaz dönemi için fatura değeri ortalama 80 TL olarak hesaplanmıştır.
(563*300*6)+(563*80*6)=1.283.640 TL-17.273.578 kWh olarak doğalgaz tüketimi bulundu.
2.1--Elektrik faturalarına göre 12 ayın ortalaması 150 TL’dır.563*150*12=1.013.400 TL
kWh başına elektrik 0.25 TL’dır.
1.013.400 TL için 5.216.400 kWh elektrik tüketimi olarak bulundu.
3--Isıtma ile elde edilecek doğalgaz tasarrufu = 598.500*0.615*1000/9150 = 40.227 TL/ay
4--Ocak ayı için toplam net tasarruf = 78.894-12.472 = 66.422 TL/ay
5-- Elektrik ihtiyacı karşılama yüzdesi=(Kojenerasyon ünitesinin üretebileceği maksimum elektrik/elektrik ihtiyacı)*100 = % 74
5.1--Isıtma ihtiyacı karşılama yüzdesi = (ısıtma ile elde edilecek doğalgaz tasarrufu/ısıtma ihtiyacı)*100 =%20
6--Kış aylarında ısı kullanımının 855 kW’lık kısmı kojenerasyon ünitesinden sağlanmakta iken yaz aylarında ısı kullanımının tamamı kojenerasyon ünitesinden sağlanmaktadır
6.1--Kış aylarında yaklaşık % 30 civarında, yaz aylarında yaklaşık % 99 civarında ısı ihtiyacı kojenerasyon ünitesinden sağlanmaktadır
7--Kojenerasyon ünitesinin elektrik ihtiyacını yaz aylarında % 77, kış aylarında % 74 karşıladığı gösterilmektedir
8—Kojenerasyon Sistem Kurulum Toplam Maliyetleri:
800 kW'lık ünite……………. 490.000 EURO
1200 kW'lık ünite………....…650.000 EURO
1400 kW'lık ünite…………… 810.000 EURO
2000 kW'lık ünite…………… 850.000 EURO
2400 kW'lık ünite…………… 1.250.000 EURO (2010)
9--Tüm bu analizlerin ışığı altında Aktürk sitesi için kapasite kullanım oranı % 60’a yakın bir değer olan ve geri dönüşüm süresine de bakıldığında 18 ay gibi kısa sürede kendisini amorte eden 800 kW kapasiteli kojenerasyon ünitesi seçilmesi uygun görülmüştür.
10--Site için amortisman süresi 1 yıl 6 ay, yıllık net tasarruf 599.932 TL/yıl olarak hesaplanmıştır.
11—563 daire için gereken kapasitese 800 kw ise birim daire için gereken kapasite 800/563=1,4 kw bulunur.Geri ödeme süreleri 1-1,5 yıl arasında olabilir ve seçilen ünite ile tüketilen elektriğin %75,ısıtma kışın %30,yazın %77 sağlanabilir.
11.1—Ayrıca siteye her daireye spilit klima yerine dış ünitesi balkonlara konacak-havayla çalışan ısı pompası takıldığında kullanılan elektriğin %25 kadar maliyetle ısıtma-soğutma-sıcak su üretimi sağlanabilir.Bu şekilde tam tasarruf sağlanabilir.
Kaynak:Çekmeköy İlçesi Toplu Konut Bölgeleri İçin Kojenerasyon Sistemlerinin Analizi-Nesrin Özdemir-İsmail Ekmekçi
2--Kojenerasyon Santrallerinin Faydaları:
1—Kojenerasyon Santrallari büyük sanayi kuruluşlarının-işyerlerinin ihtiyacı olan güçlerde çoğunlukla doğalgazdan yüksek verimle işletmenin elektrik ihtiyacı ve ısıtma-soğutma için su buharı ihtiyacının yerel karşılanmasını sağlayan buhar üreteci-türbin ve ekipmanlardan oluşan paket sistemlerdir.Üretilen fazla elektrik şebekeye satılabilmektedir.
2--Kojenerasyon teknolojisi tekstil,kağıt,kimya, gıda, seramik,ağaç gibi hem elekriğe hemde su buharına ihtiyaç duyulan büyük işletmelerde yada otel, hastane, Üniversite kampuslar vs gibi hem elekkrik hemde üretilen su buharını kullanarak hem ısıtma hemde soğutma ihtiyaçlarının karşılanmasında kullanılan en ekonomik çözümlerden birisidir.
3—Kombine çevrim termik santrallerde verim
% 50-55 iken,kojenerasyon santralları-otoprodüktör lerde verim % 80-95 verime ulaşılabilmekte.
3.1--Bu anlamda gerek avrupa gerek ABD de kombine çevrim santralı yerine kojenerasyon santrallarının desteklenmesi ön plana çıkmaktadır..
4--Kojenerasyon santralleri ile 2011 yılında Türkiye de 8000 MW lık güç üretiminde 3 milyar m3 doğal gaz tasarrufu sağlanırken, 10 milyon ton karbondioksit salınımı azaltılması sağlanmıştır.
5—Kojenarsayon Santralları ile 365 gün/24 saat enerji üretilebilmektedir.
6—Kojenerasyon Snatralları ile elektrik tüketim kaynağında üretildiği için hat kayıpları çok azdır.
7—Kojenerasyon santrallari kurulumunun arttırılması ve üreticilerin desteklenmesi ekonomik olarak herhalde bir gereklilikdir.
Kaynakça:Dünya Gazetesi-02.08.2012-S:9