MAKALELER / Kojenerasyon Tesisleri-Sıfır Emisyonlu








Kojenerasyon Tesisleri-Sıfır Emisyonlu:

 

1--Gaz türbinli kojenerasyon tesislerinde ana makine gaz türbinidir. Kompresörden yüksek basınçla basılan hava yanma odasında metan gazı ile yakılarak, elde edilen yüksek sıcaklıktaki egzoz gazları gaz türbininde enerjisinin bir kısmını elektrik enerjisine dönüşmek üzere bıraktıktan sonra ısı değiştiricisinde geri kalan enerjisininbüyükkısmını suyabırakarak dışarı atılır. Bu şekilde aynı anda gaz türbininden mekanik enerji (jeneratörde elektrik enerjisine dönüşür) elde edilirken, ısı değiştiricisinden sıcak suyadabuhar elde edilir

 

1.1--Elde edilen sıcak su ya da buhar ısıtma, kurutma, proses ihtiyacının karşılanmasında, buhar türbini kullanılarak elektrik üretiminde, absorbsiyonlu soğutmada ve buna benzer işlemlerde kullanılır.

 

1.2--Yanma odasından daha yüksek sıcaklıkta egzoz gazları elde edilirken gaz türbininden çıkan egzoz gazlarının ısı enerjisinin bir kısmı havanın ön ısıtmasında kullanılırken geri kalan ısı enerjisi buhar üretimine harcanır.

 

2--Sıfır emisyonlu güç tesislerinde CO2'nin bertaraf edilmesi için geliştirilmiş yöntemler üç grupta toplanabilir.

 

2.1--CO2'yi sıvılaştırarak depolama yoluyla bertaraf eden çevrimler: Hâlen dünyada CO2'nin bertaraf edilmesi için en yaygın düşünülen yöntemdir. CO2'nin sıvılaştırılarak bertaraf edilmesini kullanan çevrimler,

1--oksifuel kombine, su, Graz,

2--gelişmiş sıfır emisyonlu (AZEP),

3--gaz türbinli katı oksitli yakıt hücreleri (SOFC),

4--kimyasal bağlı yanma (CLC),

5--oto termal reformer (ATR),

6--kimyasal absorbsiyonlu sistem (Amine absorbsiyonlu sistem) (AMİNE),

7-- iyon membran, absorbsiyonlu soğutma çevrimleri şeklinde sayılabilir.

2--Ayrıştırma sonucu CO2'nin sıvılaştırılarak depolanacağı yere borularla taşınması gerektiğinden taşıma maliyetini, (ne kadar boru döşeneceği, nereye depolanacağı gibi) her durum kendine özgü olduğundan, hesaplayacak bir genel hesap ortaya koymak zordur.

 

2.1.1--CO2'nin sıvılaştırılması verimi % 3-5 civarında (bazı durumlarda %10'un üzerinde) düşürmekte ve kuruluş maliyetini %75 civarında ya da daha fazla artırmaktadır.

 

2.2--CO2'nin Sıvılaştırılarak Bertaraf Edilmesini Kullanan Çevrimler

 

2.2.1--CO2'nin kimyasal reaksiyonla başka madde ile zararsız bileşik oluşturan çevrimler: Bu yöntem en çok CO2'nin bir metal oksitle birleştirilerek zararsız bir karbonata (CaCO3

veya MgCO3 gibi) dönüştürülerek doğada depolanması ile CO2'nin bertaraf edilmesi şeklinde düşünülmüş bir yöntemdir.

 

2.2.2--Bu yöntemle ilgili birçok çalışma ve araştırma yapılmış; ancak karbon formasyonu problemi ve reaksiyonun güçlü bir endotermik reaksiyon olması dolayısıyla endüstride büyük ölçüde ticari uygulama alanı bulamamıştır.

 

2.2.3--Ancak yapılan son çalışmalarda soy metal kullanılarak yapılan ya da sülfürlenmiş nikel katalizörler karbon formasyonu problemini çözmüştür. Bu yöntemde CO2nin yakıta dönüştürülme prosesinin verimi söz konusu olduğundan CO2'nin hepsi yakıta dönüştürülememektedir.

 

2.3--CO2'nin bertaraf edilmesi için uygulanabilecek iki çeşit biyolojik yöntem mevcuttur.

 

2.3.1-- Orman: 500 MW gücündeki bir güç tesisinin elli yıldan fazla bir süre için orman ile ürettiği CO2'nin bertaraf edilmesi için sıcak iklim koşullarında 4000-5000 km, soğuk iklim koşullarında ise 7000-10.000 km k bir alana ihtiyaç vardır.

 

2.3.2--Bu alanın ormana dönüştürülmesi ve bakımı elektrik fiyatlarında 1.4-1.9 USc/kWh bir maliyet artışına sebep olacaktır.

 

2.4--Biyokimyasal proses: Bu proses ile CO2'nin bertaraf edilmesi için yüksek konsantrasyonlu CO2 içeren egzoz gazlarına dayanıklı, CO2'yi kullanan ve bu ortamda hızla büyüyen ancak NOx ve SO2'ye dayanabilen mikro algler gibi bitkilerin kullanılması söz konusudur.

 

2.4.1--Açık havuzlarda ya da kapalı bio-reaktörlerde büyüyebilen mikro algler için güneş enerjisi ve iklim büyüme ve gelişmelerinde dolayısıyla CO2'yi bertaraf etmelerinde önemli rol oynar ve bunun yanında da önemli miktarda suya da ihtiyaç vardır.

 

2.4.2--Çıkacak atık suyun çevreye zarar vermeden tahliyesi de çözülmesi gereken bir sorundur. Bu bitkilerden daha sonra biyomas elde edilip hidrojen metan veya etanol üretimi gibi süreçlerde kullanılabilirler. 500 MW gücündeki bir güç tesisinin ürettiği CO2'nin bertaraf edilmesi için gereken göl veya havuz alanı 45-89 km arasında olup 70-100 US$/tCO2 ve bu da elektrik fiyatlarını 1.7-2.3 USc/kWh artıracaktır.

 

2.5--Sıvılaştırma yönteminde CO2'nin sıvılaştırılması için belli bir enerji harcanmaktadır, bunun da belli bir maliyeti vardır. Ayrıca bu yöntemde CO2'den sonsuza kadar kurtulmak mümkün olmamakta, çünkü sıvı olarak nerede depolanmışsa (yeraltında ya da okyanus dibinde) orada durmaktadır. Deprem gibi olası sebeplerden dolayı atmosfere karışma riski çok düşükte olsa bulunmaktadır.

 

2.6--CO2'nin kimyasal reaksiyonla dönüştürülmesinde ise kimyasal reaksiyona sokulacak maddenin önce işlenmesi sonra CO2'nin üretildiği bölgeye getirilmesi ya da CO2'nin kimyasal reaksiyona sokulacak bölgeye taşınması gerektiğinden, belli bir maliyet ortaya çıkmaktadır. Bu yöntemin ilk yönteme olan üstünlüğü, CO2'den sonsuza kadar kurtulmak mümkün olmaktadır.

 

3--CO2'yi Sıvılaştırarak Depolama Yoluyla Bertaraf Eden Çevrimler

 

3.1--Oksifuel Kombine Çevrimi (O2 / Co2 Güç Çevrimi):

 

1—Bu çevrimde hava yerine yanmaya oksijen girmekte olup, çıkan egzoz CO2 ve H2O'dan ibarettir. Soğutarak yoğuşturma yoluyla H2O ayrılmaktadır. CO2'nin %90'ı çevrimde dönmekte geri kalan %10'u sıkıştırılarak sıvılaştırılmaktadır.

 

2--CO2 salımı olmayan bir güç tesisinin geri ödeme süresi on yıl civarında iken, O2 / CO2 güç çevriminde bu süre üç yıl civarındadır.

 

3--Sanayiden veya güneş enerjisinden elde edilen düşük sıcaklıktaki termal enerji ile desteklenmiş hibrid bir O2 / CO2 güç çevrimi de C.Gou ve arkadaşları tarafından önerilmiş ve analizi yapılmıştır. Bu analiz sonunda elde edilen net yakıt/elektrik verimi (70-250 ºC arasındaki sıcaklıklar için doymuş buharın atık ısıdan üretildiği farz edilerek) % 54,18-62, 66 civarında (O2'nin eldesi ve CO2’nin sıvılaştırılması da hesabadahil edilerek) bulunmuştur [5].

 

3.2--Su Çevrimi:

 

1--Rankine tipli çevrimde olduğu gibi su sıkıştırılarak, daha sonra sıcak gazlarla (çoğu buhar) beraber birtürbinde genişletilip iş elde edilir. Literatürde tek ve çift ek yanma odalı sistemler incelenmiştir. Bu çevrimin elektrik verimi (yakıt altısıl değeri için) %45 civarındadır.

 

3.3--Graz Çevrimi (S Versiyonu):

 

1--Oksifuel kombine çevrimine reküperasyonlu buhar enjeksiyonu yapılan çevrim tipidir. Verimi %49 civarında olup S versiyonu temel Graz çevriminden daha verimlidir.

 

3.4--GelişmişSıfırEmisyonlu Güç Tesisleri Çevrimi (AZEP):

 

1—Bu çevrimde kombine çevrimdeki yanma odası yerine bir karışımlı iletken membran (MCM) reaktör vardır. Bu reaktörün üç tane fonksiyonu vardır.

1--Oksijenin havadan bir membran yoluyla ayrılması

2--Yakıtın stokyometrik orana yakın bir oranda yakılması

3--Isı değiştiricisi fonksiyonu olması, yani yanma ısısının oksijeniazaltılmışhavayaverilmesi

 

2--Bu çevrimin verimi %50 civarında olup CO2'nin ayrıştırılma oranı düşürülürse verim artar. Büyük ölçekte inşa edilmemiş olan bu çevrim hâlen geliştirilme aşamasındadır.

 

3--AZEP çevrimi NOx oluşumuna engel olduğu gibi diğer bazı çevrimlerle karşılaştırıldığında daha düşük CO2 ayrıştırma maliyeti avantajını sunmaktadır. Bu ve diğer avantajlar doğal gazın sadece karışık iletkenli membranda üretilen saf oksijen ile yakılması ve yakıt oksijen karışımına egzoz gazı katılması ile sağlanır.

 

4--Reaktörde en çok kullanılan katalizör paladyumdur; ancak radyum ve diğerleri suyu daha az kirletirler

 

3.5--Gaz Türbinli Katı Oksitli Yakıt Hücreli Çevrim (SOFC+GT):

 

1--AZEP'teki gibi yanma odası yerine başka bir aygıt konmuştur. Bu aygıt yakıt hücresinin katodundan gelen oksijeni alınmış hava ana gaz türbinine gönderilir. Ancak yakıt tamamen yanmadığı için ayrıca ek bir yanma odası vardır.

 

2--CO2'yi ayırmak için akışların katot ve anot akımları şeklinde ayrılması gerekir. Bu sistemin temel aygıtı olan SOFC ya da katı oksitli yakıt pili (hücresi) dış üreticide, rekuperatörde ısıtılmış olan doğal gaz, ile SOFC'nin anodundan alınan bir miktar CO2 ve H2O ile yeniden üretilen H2 katottan geçen havanın oksijeni ile birleşerek elektrik ve ısı üretimi sağlanır

 

3--Hâlen SOFC ile elektrik üretiminde H2’nin enerjisinin %50'sinin üzerinde verimlilikler elde edilmiş ve elde edilen atık ısının sıcaklığı 900-1100 °C civarında olduğundan atık ısının kullanımı da verimli olmaktadır.

 

3.1--Böylece hem elektrik elde edilmesi sağlanmakta hem de ortaya çıkan atık ısı ki bu da geri kalan %50 civarında olup ayrı bir türbinden geçirilerek bir kısmı elektriğe dönüştürülmekte ve elektrik üretim verimi %70 (H2 'ninLHV'si) civarınaçıkmaktadır

 

4--Ayrıca düşük sıcaklıkta çalışma SOFC aygıtının daha ucuza mal edilebilmesine olanak sağlamaktadır.SOFC'lerin büyük çoğunluğu doğal gaz veya hidrojen ile çalışacak şekilde optimize edilip üretilmişlerdir.

 

3.6--Kimyasal Bağlı Yanma (CLC):

 

1--CLC demek hava ile yakıt arasında direkt temas olmadan yanmanın meydana gelmesi demektir. 5--Özellikle reaktör sistemi çok yeni bir teknolojidir ve çevrim umut vermektedir. %100'e yakın bir oranda CO2'yi ayrıştıran bu çevrimin verimi %51 civarındadır.

 

3.7--Ön Yanmalı Oto Termal Reformer (ATR):

 

1--Kombine çevrim üzerine temellenmiş olan bu kavramda (konseptte) yanma yerine doğal gazın dekarbonizasyonu söz konusudur.

H2O, H2 ve N2 karışımı elde edilir. CO2 ve H2Onun önemli bir kısmı ayrılır ve hidrojeni zengin yakıt bir gaz türbininde yakılır.

 

2--ATR çevriminin verimi %46,9 civarında olup bu oran diğer birçok çevrimden düşüktür. ATR çevriminin tüm üniteleri geliştirilip olgunlaştırılmıştır. Bu çevrim özellikle ağır karbon içeren yakıtlar için çok uygundur

 

3.8--Kimyasal Absorbsiyonlu Sistem (AMİNE):

 

1--Yanmadan sonraki CO2’nin egzoz gazlarından ayrıştırılması için kimyasal absorbsiyon yoluyla CO2 absorbe edilerek ayrılır ve daha sonrabaşka bir aygıttaCO2bu kimyasal malzemeden tekrar ayrıştırılarak sıvılaştırmaya gönderilir.

2--Bu işlemde kullanılabilecek çeşitli kimyasal bileşikler mevcuttur. Bunlar arasında amine ile absorbsiyon birçok araştırmacının üzerinde yoğun olarak çalıştığı bir malzemedir.

 

3--Monoetanol amine uygulamada denenmiş ve ticari uygulaması da olan bir üründür; ancak başlıca dezavantajı pahalı olması ve bunun çevrimde üretilmesi için gereken enerjinin (çoğu kaynatıcı için) çok yüksek (kömürden üretilen her bir MW a karşılık 0.72-1.74 MW ısı enerjisi gerektirmekte) olmasıdır ki bu enerji CO2'nin aminden ayrıştırılmasında ve sıvılaştırılmasında ortaya çıkan ısının kullanılması ile karşılanabilir.

 

4--Bu çevrimde CO2, ağırlığının %30 kadarı monoetanol   amine   (MEA)   kullanılarak   egzozdan ayrıştırılır.

 

5--Burada CO2'nin %90'nın absorbe edildiği kabul edilerek, CO2'si zengin amine, amin ayırıcıya verilir ve burada CO2 ayrıştırılıp sıvılaştırmaya gönderilir. Bu şekilde amine çevrimde kullanılarak CO2 ayrıştırılır.

 

6--Kondanserde ayrışan sıvı su amine  ayırıcıya verilir.Bu çevrimin verimi %48 (LHV) civarında olup CO2'nin %90 kadarı ayrıştırılabilmektedir.

 

7--Kömürle çalışanmevcut bir tesise (900 MW gücünde) amine absorbsiyonlu çevrimin eklenmesi ile (611 ton/h CO2'nin ayrıştırılıp sıvılaştırıldığı) tesisin veriminin %17 civarında azalacağı saptanmıştır.

 

8--320 MW gücündeki tesise amine absorbsiyonlu çevrim uygulandığında güç %26 civarında düşmekte tesisin verimi ise %11.6 civarında azalmaktadır .

 

9--Genelde CO2'nin sıvılaştırılması için kompresörde harcanan enerji üretilen elektriğin %10 civarı olup soğutma ekipmanlarına harcanan enerji de göz önüne alınırsa bu oran %60'a çıkabilir.

 

10--Yapılan çalışmalarda genelde CO2'nin sıvılaştırılması için kompresörde harcanan enerji göz önüne alınmaz, sadece CO2'nin ayrıştırıldığı kısma kadar hesap yapılır.

 

11--Yapılan bir çalışmada 350 MW elektrik üreten ve kömürle çalışan bir güç tesisinin verimi %36.93 olup 96.3 kg/s CO2 salmakta ve bu tesise amine absorbsiyonlu çevrimin eklenmesi ile CO2 emisyonunun %60'nın tutulması incelenmiştir.

 

11.1--Elektrik gereksinimi 112 kW/tCO2 olduğu ve toplam CO2’nin sıvılaştırılması için gereken enerjinin tesisten elde edilen enerjinin %7'sine denk düştüğü ve amine absorbsiyonlu çevrimin eklenmesinin tesisin elektrik üretimini %9 civarında azalttığı hesaplanmıştır.

 

12—Sonuç olarak Amine absorbsiyon ile CO2’nin ayrıştırılarak sıvılaştırılması yönteminin henüz optimum entegrasyonu sağlanmış değildir

 

3.9--İyon Membranlı Çevrim:

 

1--Yanma odasında karbondioksit ve oksijen metanla yakılarak egzoz gazları bir türbinde genişletildikten sonra ısısının bir kısmını basınçlı havaya ve CO2'ye verdikten sonra bir kondanserde soğutulur.

 

2--Su buharı, su olarak ayrıldıktan sonra geri kalan CO2 bir kompresörde sıkıştırılıp bir kısmı depolanmaya gönderilirken arta kalanı egzoz gazından aldığı ısı ile bir türbinde genişletilir ve daha sonra iyon transfer membranında sıcak ve basınçlı havadaki oksijen iyonlara dönüştürülüp membrandan geçer ve CO2+ O2 şeklinde yanma odasına verilir.

 

3--İyon transfer membranı sık gözeneksiz seramik membrandan oluşur ve işlem 1540 bar basınç ve 800-900 °C sıcaklıkta gerçekleşir.Bir araştırmacı grubunca yapılan bir termodinamik analizinde bu çevrimin verimi % 46-56 civarında (1300-1500 °C için) olup bununla ilgili ileri çalışmaların kojenerasyon ve diğer CO2‘yi bertaraf eden çevrimlerde kullanılmasını önermişlerdir

 

4--Sıfır Emisyonlu Kojenerasyon Tesislerinin Mevcut Kojenerasyon Tesisleri İle Karşılaştırılması

 

4.1--Mevcut teknolojide şu an için büyük ölçeklerde çalışabilecek durumda olan sıfır emisyonlu güç tesislerinden oksifuel, su ve her ikisinin bir bileşimi olan Graz çevrimleri kanıtlanmış çevrimler olup diğer çevrimler henüz geliştirilme aşamasındadır.

 

4.2--Geliştirilme aşamasında olan gaz türbinli katı oksitli yakıt hücreli çevrim (SOFC+GT) en verimli çevrim olup gelecek vaat etmektedir.

 

4.3--Oksifuel ve su çevrimlerinin birbirinden farkı iş akışkanlarının farklı olmasıdır. Su çevriminde yüksek sıcaklıklara çıkmak mümkün olmadığından oksifuel çevrimi yüksek sıcaklıklarda daha verimlidir.

 

4.3.1--Bu iki çevrimin oksijen ayrıştırma işi verimin %2-3'ünü (havadan oksijen ayrıştırma için 812 kJ/kg O2 enerji harcanmaktadır.) ve CO2'nin 75.013 bara kadar sıkıştırma işi (daha sonra ısı değiştiricisinde ısısını suya bırakmakta ve sıvılaşmaktadır) de verimin %5-6'sını yok etmektedir.

 

4.4--Verimden %8 kadar vazgeçilebilirse atmosfere CO2 emisyonları salınmayacak ve başta küresel ısınma gibi iklim değişikleri olmayıp atmosfer temiz kalacaktır.

.

4.5--Isı kullanımı fazla olan kojenerasyon tesisleri için sıfır emisyonlu Co2 çevrimlerin daha uygun olduğu görülmekle beraber bu çevrimlerin kıyaslanmasında ekonomik ve termodinamiğin ikinci kanununda yer aldığı analizlerden de faydalanılmalıdır.

 

4.5.1--Ayrıca önerilen bu çevrimlerin iyileştirilmesi içinde çalışmalar yapılmalıdır.

 

5—Doğalgaz önümüzdeki 30-40 yılın yakıtı olarak ön plana çıkacaktır.Artan enerji talebini karşılayacak kojenerasyon tesislerinin sıfır emisyonlu olarak kurulması büyük önem arzedebilecektir.Bu anlamda Bakanlık yeni kurulacak kojenerasyon tesislerinde sıfır emisyonlu tesis kurma şartı arayabilir aynı zamanda eski kojenerasyon eski santral ve kojenerasyon tesislerinde sıfır emisyon için eylem planı hazırlayabilir ve bu işi yapan firmalara tebliğ edebilir.

 

Kaynak:Sıfır Emisyonlu Kojenerasyon Tesislerinin Mevcut Kojenerasyon Tesisleri İle Karşılaştırılması-RabiKARAALİ,Öğr.Gör., Kocaeli Üniversitesi, -Prof.Dr., İlhanTekinÖZTÜRK-Kocaeli Üniversitesi, MühendislikFakültesi, Makina MühendisliğiBölümü


 

2--Kojenerasyon Sistemleri:


1--Kojenerasyon bileşik ısı-güç üretimi demektir. Yani tek sistemde elektrik ve buharın birarada üretilmesidir.


2--Kimyasal yakıtın(doğalgaz vs) yanmasıyla(yanma odasında) ısı enerjisi(yanmış gaz) elde edilir. Bu ısı enerjisi bir türbin vasıtasıyla mekanik enerjiye ve jeneratör vasıtasıyla da elektrik enerjisine dönüşür.


2.1—Aynı ısı enerjisinin türbinden sonra eşanjöre (atık ısı kazanı) girmesiyle elde edilir.


3--Bir kojenerasyon sisteminin toplam verimi yüzde 80'in üzerindedir.


4--Kojenerasyon sistemlerinin en önemli özelliklerinden biri de  güç çıkışı/ ısı çıkışı oranının, isteğe bağlı değiştirilebilir olmasıdır.


5--Basit çevrimde çalışan, yani sadece elektrik üreten bir gaz türbini ya da motoru kullandığı enerjinin yüzde 30-40 kadarını elektriğe çevirebilir.


5.1--Bu sistemin kojenerasyon şeklinde kullanılması halinde sistemden dışarıya atılacak olan ısı enerjisinin büyük bir bölümü de kullanılabilir enerjiye dönüştürülerek toplam enerji girişinin % 70-90 arasında değerlendirilmesi sağlanabilir.


6--Kojenerasyon sistemi, elektriğin ayrı, ısı enerjisinin ayrı üretildiği sistemlerden yüzde 42 daha verimlidir.


6.1--Örneğin termik santrallerde sistemin ürettiği ısı atılarak sadece elektrik enerjisi üretilmekte ve sistem verimi % 30 civarında kalmaktadır.


7-- Elektrik enerjisi talebinin artması halinde dışarıdan elektrik satın alınabilmesi ve tesis tarafından üretilen elektriğin talepten fazla olması durumunda da dışarıya elektrik satılabilmektedir.


8--Kojenerasyon sistemleri ile enerji maliyetleri düşmektedir. Daha az tesis masrafıyla, güvenilir enerji elde edilmektedir.


9--Kojenerasyon sistemleri üretilen elektriğin kalitesini iyileştirir ve aynı zamanda üretilen elektrikteki istenmeyen voltaj dalgalanmalarını yok ederek daha sağlıklı bir kullanım sağlamaktadır.


10--Gaz türbinli sistemler kullanıldığında, yakıt olarak doğal gaz tüketilmesi sebebiyle SO2 oluşumu söz konusu değildir.


11--Bileşik ısı-güç üretiminde, bir birim elektrik enerjisi üretebilmek için 1,5 birim yakıt enerjisi gerekmektedir. Bu da atmosfere verilen kirletici emisyon miktarı toplamında yüzde 50 civarında bir azalma demektir.


12-- Kojenerasyon sistemi ile 100 birim yakıt kullanılarak 85-87 birim faydalı güç elde edilmiştir.

12.1--Konvansiyonel sistem ile ancak 155 birim yakıt ile 85 birim faydalı güç elde edilmiştir.


13-- Doğal gaz ve hava karışımının (12-35 bar) yanma odasında yanmasıyla oluşan kinetik enerji türbin ve şanzıman aracılığıyla jeneratörü döndürür. 


Jeneratörün dönmesiyle de elektrik enerjisi elde edilir. Bu tür kojenerasyon uygulamaları 4,5-20 MW güç aralığında tercih edilir.


13.1--Türbin egzoz gazından (400-500 °C) sıcaklık atık ısı kazanı yardımıyla buhar, kızgın su ve kızgın yağ elde edilerek sistemin verimliliği artırılır.


14--Elektrik üretimi ile ısı üretimi oranları isteğe bağlı değiştirilebilir. Ek sistemlerle gerekirse elektrik üretimi arttırılıp, buhar üretimi azaltılabilir veya tersi de mümkündür.


15--Gaz motoru ile 400 kW'dan 1,3 MW'a kadar tek motor,


15.1--10 MW'a kadar birleşik motor sistemleri kurulabilmektedir.


16--Gaz motorları atık ısının yaklaşık 1/3 oranı egzos gazından 2/3’de motorun soğutma sistemlerinden geri kazanılmaktadır.


16.1--Gaz motorlarında, soğutma devrelerinden de ısı geri kazanıldığı için verimlilikleri yüzde 90'a kadar çıkabilmektedir.


16.2-- Gaz türbininde egzos gazı ısısı, bir atık ısı kazanıyla ısı proses ihtiyacına göre buhar, sıcak su, kızgın yağ üretmek için kullanılabilmektedir. 


Diğer bir yaygın kullanım alanı da egzos gazının hava ile karıştırılarak direk kurutma aplikasyonlarında kullanılmasıdır.


17--Gaz motorları türbinlere nazaran yüzde 10 daha fazla elektrik üretebilmektedir.


18--Dizel motorlu sistemlerde, 100 kW ile 3 MW’a kadar tek motor bulunmaktadır. 4 MW üstünde fuel-oil no:6 kullanılabilmektedir.


20-- Gaz Türbinleri ile Kojenerasyon Sistemi:


20.1--Kompresör tarafından emilen hava sıkıştırılır. Basıncı yaklaşık olarak 12 kat artan havanın sıcaklığı da yükselir.


20.2--150 °C civarındaki bu kızgın hava yanma odasına gelir. Diğer yandan yanma odasına yüksek basınçlı yakıt (doğalgaz, LPG, motorin) püskürtülür.



20.3--Havanın yakıta oranı yaklaşık olarak 1/60‘tır. Yani 60 birim hava ile 1 birim yakıt yanma odasında basınç altında yanar.


20.4--Yanma sonucunda yüksek basınçlı ve 

900-1200 °C sıcaklığında egzoz gazı açığa çıkar.


20.5--Bu gaz türbinden geçerek sistemi terk eder.


20.6--Türbinin kanatçıkları çarpma etkisiyle dönecek şekilde dizayn edilmiştir. Dolayısıyla egzoz gazı türbinden geçerken türbin döner. Böylece türbin ile kompresöre bağlı bulunan şaft da dönmeye başlar.


20.7--Oluşan bu mekanik enerjiye karşılık egzoz gazının sıcaklığı 400-600 °C‘ye gerilemiştir. Sıcaklığı ve basıncı azalmış olan ve yaklaşık % 15 O2 içeren egzoz gazı türbini terk ettikten sonra atık ısı kazanına gelir.


20.8--Kojenerasyon sisteminde elektrik jeneratör vasıtasıyla üretilir.Türbin ve kompresör arasında bulunan şaft bir jeneratöre kadar uzatılır. Devir sayısı bir redüksiyon dişlisi ile ayarlanır. 


Şaft döndüğünde jeneratörün rotoru da döner ve stator sargılarında elektrik endüklenir. Üretilen bu elektrik enerjisini kontrol için pratikte şalt tesisleri kurulur. Sadece elektrik enerjisi üretimi için verim yüzde 30 dolayındadır.


21-- Sistemden Daha Fazla Elektrik Enerjisi Almak:


21.1--Kojenerasyon sisteminin avantajlarından biri de elektrik üretimi ile buhar üretiminin isteğe bağlı değiştirilebilir olmasıdır. Ancak bunun için sisteme ek bir tesis gereklidir.


21.2--Elektrik üretiminin daha fazla olmasını istiyorsak üretilen buharı kullanarak iki yolla elektrik üretimini arttırabiliriz. Bunlardan ilki, buhar enjeksiyonlu gaz türbinlerinin kullanımıdır.


21.3--Atık ısı kazanından elde edilen buharın bir kısmı gaz türbinin yanma odasına enjekte edilir. Enjekte edilen buhar miktarı ayarlanabildiği için işletmenin ihtiyacına göre elektrik üretimi gerçekleştirilir. Burada kullanılan buhar miktarının kullanılan hava miktarına oranı % 15 dolayındadır. Bu ek sistem elektrik üretimini yüzde 60-80 oranında arttırmaktadır.


21.4--İkincisi, sistemde buhar türbini kullanımıdır. Sistemde gaz türbininin yanı sıra atık ısı kazanında üretilen buharı kullanan bir buhar türbini mevcuttur. Böylece atık ısı kazanında üretilen buhar, bir buhar türbinine girerek elektrik enerjisine dönüşür.


21.5--Bu şekilde buhar üretimi azalacak ancak elektrik üretimi artacaktır. Buhar türbininden çıkan buharın basıncı ve ısısı düşmüş olacaktır.


21.6--Gaz türbinli kojenerasyon sistemlerinin oranca yüksek olan ısıl çıkışından elde edilen buharın doğrudan işlemde kullanılmasına ihtiyaç duyulmadığında, gaz türbini atık ısı sistemine bağlanan buhar türbini ile kojenerasyon sisteminden daha fazla elektrik üretilebilir.


21.7--Bu prensiple gerçekleşen sistemlere ”kombine çevrim santralleri” denilmektedir. Dünyada en iyi kombine çevrim örneklerinden biri olan Ambarlı kombine çevrim termik santralinde verim yüzde 50 civarlarındadır.


22-- Sistemden Daha Fazla Buhar Enerjisi Almak


22.1--İşletmenin buhar ihtiyacı üretilen buhardan fazla ise buhar üretimini artırmak için ilave bir yanma odası kullanılır.


22.2--Gaz türbininin egzoz gazları yüzde 15 O2 içeriyordu. İşte bu egzoz gazları atık ısı kazanına girmeden ilave bir yanma odasında yakıtla yakılarak gazın sıcaklığı ve basıncı arttırılabilir. Bu da daha fazla buhar demektir.


23-- Kojenerasyon Sistemlerinde Kullanılabilecek Yakıtlar:Gaz türbinleri ile kojenerasyon sistemlerinde kullanılabilen yakıtlar; doğal gaz, LPG (%30 propan, % 70 bütan), dizel, fuel-oil no:6 ve naftadır.


24--Motor kojenerasyon sistemlerinde kullanılan motorlar genel olarak 2 tiptir;


24.1-- Fakir karışım yanmalı otto motorları


24.2-- Dizel (sıkıştırma patlatmalı) prensibe göre çalışan motorlar


24.3--Otto motorlarında sadece gaz yakıtlar kullanılabilir. Bunlar; doğalgaz, biogaz (arıtma tesislerinde), propan, kok gazı, pyrolis gazı (odun gazı).


24.4-- Dizel motorlarda ise belli bir kapasiteye (yaklaşık 4 MW) kadar ancak dizel ya da gaz-dizel çift yakıt, bu kapasitenin üzerinde gaz-dizel makinalar ile fuel-oil no:4 ve no:6 yakabilen makinalar bulunmaktadır.


24.5--Bunlardan sadece doğalgaz ve propan ticari olarak kullanıma açık yakıtlardır. Diğerleri ya arıtma tesisleri, ya çöplükler ya da özel proseslerden elde edilir.

24.6--Özellikle proseslerinde solvent ağırlıklı atmosfer yaratan ya da özel gazlar üreten işletmelerde bu imkan çok verimli yatırım sonuçları vermektedir.


25-- Kojenerasyon Sistemi ve Kapasite Seçimi


25.1--İlk olarak yıllık ortalama elektrik tüketimine bakılır ve atıl kapasite yaratmayacak şekilde bu tüketimin az altında kalacak bir kapasite seçilir. Amaç elektrik tüketimine yönelik kapasite belirleme olmalıdır. Santralin elektrik kapasitesi belirlendikten sonra ısı tüketim verilerine bakılır.


25.2--Yoğun olarak yüksek sıcaklıkta enerji gerekiyorsa (buhar, kızgın yağ ya da sıcak hava) ve bu yaklaşık 1:2 elektrik/ısı dengesine oturuyorsa, sisteme uygun yakıt ekonomik olarak mevcut ise ve santral büyüklüğü gaz türbinleri kapasite aralığına giriyorsa ihtiyaç bir gaz türbin kojenerasyon santraline işaret eder.


25.3--Tüm öncelikli kriterler bir gaz türbin santralini işaret ederken dahi, yakıtın ekonomik bulunabilirliği santrali dizel motor santralına dönüştürebilmektedir.


26--Kojenerasyona sahip işletmeler, elektriği kendileri ürettikleri için iletim kaybı ve şebeke elektriğindeki gerilim ve frekans dalgalanmalarının yol açtığı zararlar yoktur.


26.1--Atık ısıyı geri kazandıkları için birim enerji maliyetleri düşük olmaktadır.


26.2--Elektrik kesintilerinden etkilenilmemektedir. Ayrıca şebeke ile senkron çalışıldığı için santralde arıza veya bakım olduğunda şebekeden elektrik alınabilinmektedir.


26.3--Kojenerasyon sistemlerinin uygulandığı alanlar sanayi ve hizmet sektörleridir.


26.3.1--Sanayi sektöründeki uygulamaları; kimya, tuğla, selüloz ve kağıt, demir çelik, motor sanayi, petro kimya, mobilya, gıda ve tekstil alanlarındadır.


26.3.2--Hizmet sektöründeki uygulamaları; hastaneler, oteller, spor salonları ve bölgesel ısıtma alanlarıdır.


26.4--Bileşik ısı-güç üretim tesislerinde yakıt olarak yaygın şekilde doğal gaz kullanılmaktadır. 


Bunun sonucunda kömürün yanması sonucu meydana gelen kül ve kükürt oksitler ile fuel-oil’in sebep olduğu diğer emisyonlar ortadan kaldırılabilmektedir. 


Ayrıca CO2 emisyonlarının yaptığı olumsuz çevresel etki önemli oranda azaltılabilir.


27--Sistemlerin kendilerini 2,5-3 yılda geri ödediği görülmektedir. Yüksek verim ve dolayısıyla üretim esnasında sarfedilen birim enerji başına atmosfere salınan emisyonların düşük olması kojenerasyon sistemlerinin önemini bir kat daha arttırmıştır.


Kaynakça: Kojenerasyon Sistemlerine Genel Bir Bakış--Araş.Gör. Serkan ÖZER* Yard.Doç.Dr. Semih ÜZE*--*T.Ü. Çorlu Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü Çorlu/TEKİRDAĞ

 




3--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 sitemlerdir. 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 kampüslar vs  gibi hem elektrik 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.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—Kojenerasyon 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 gereklidir.


Kaynakça:Dünya Gazetesi-02.08.2012-S:9



2--Kojenerasyon Tesisi Kurmak-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.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.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. 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.. 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. 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. 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 



4--Kojenerasyon Uygulamaları- Konutlar-Toplu Konutlar İçin:

 

1—Günümüzde petrol esaslı enerjiden doğalgaz ve yenilebilir enerji kaynaklı enerjilere doğru bir gidiş olduğu düşünülebilir.Bunun en büyük nedeni doğalgazın karbondioksit emisyonu açısından petrole göre daha temiz olması ve ABD kaya gazı üretimiyle en büyük enerji tedarikçisi haline gelmesi olduğu kabul edilebilir.

 

2—Enerji tasarrufu anlamında doğalgazlı kojenarasyon uygulamaları önemli.

 

3--Endüstride ve ticari binalarda karşılaştırmalı data analizlerinin sonuçlarını inceleyen bir çalışmada; 2540 fabrika ve 1651 ticari bina arasından 817 fabrika ve 966 ticari binanın 2020’ye kadar kojenerasyon teknolojilerine dönüştürülebileceği değerlendirilmesi yapılmıştır

 

4--Bu çalışmada; İstanbul ili, ……. ilçesi sınırları içerisinde bulunan …….Sitesinin kojenarsayon sistemi ile donatılması analizi yapılmıştır.Sitenin elektrik ve ısı üretimine yapacağı katkı esas alınmıştır.Siteye ait ısı ve elektrik tüketim değerleri site yöneticilerinden aylık olarak alınmış, bu değerlere göre kojenerasyon sistem seçi­mi yapılmış ve seçilen sistemin ekonomikliği ve geri dönüşüm süresi hesaplanmıştır. 5 farklı kapasiteli kojenerasyon sistemi düşünülmüştür.

 

4.1--Kapasiteler arasında; geri dönüş süresi, tasarruf oranı ve kapasi­te kullanımı karşılaştırmaları yapılmıştır. 800 kW kapasiteli kojenerasyon sistemi bu site için uygun görülmüştür.

 

4.2--İnceleme yapılan site 563 bağımsız bölümden (daireden) oluşan, merkezi sitemle ısıtı­lan, 4 adet kazan dairesi içinde 8 adet 800.000 kcal/h’lik kazanlardan beslenen bir sitesidir

 

5—Seçimi yapılan 800 kw kojenarsyon sistemi için Ocak ayı için yapılan verim hesapları aşağıdadır:

 

5.1--Kojenerasyon çalışma yük verimi=(Kojenerasyon ünitesinin üretebileceği maksimum elektrik/üretilen elektrik)*100 = % 59

 

5.2--Elektrik ihtiyacı karşılama yüzdesi=(Kojenerasyon ünitesinin üretebileceği maksimum elektrik/elektrik ihtiyacı)*100 = % 74

 

5.3--Isıtma ihtiyacı karşılama yüzdesi = (ısıtma ile elde edilecek doğalgaz tasarrufu/ısıtma ihtiyacı)*100 =%20

5.4—Sitenin Gündüz saatlerinde ortalama elektrik tüketimi 1100 kW'tır.Daire başına elektrik tüketimi 1100/563=2 kw Gece saatlerinde sitenin ortalama elektrik tüketimi 130 kW'tır.Daire başına gece elektrik tüketimi 130/563=0,23 kw dır. Gündüz saatlerinde kojenerasyon ünitesin­den alınabilecek güç bütün aylarda 800 kW iken gece saatlerinde kojenerasyon ünitesi sitenin ihtiyaç duyduğu kadar elektrik üretimi yapmaktadır.

 

5.5--Gündüz saatlerinde sitenin ısı ihtiyacı kış aylarında ortalama 3500 kW daire başına 3500/563=6,2 kw=5346 kcal/h olup , yaz aylarında 600 kW’ olup daire başına 600/563=1,06 kw=916 kcal/htır.

 

5.6--Gece saatlerinde sitenin ısı ihtiyacı kış ayla­rında 4300 kW olup darie başına 4300/563=7,63 kw=6568 kcal/h olup , yaz aylarında 150 kW olup daire başına 150/563=0,27 kw=229 kcal/h ’tır.

 

 

5.7--Kojenerasyon ünitesinden alınabilecek mak­simum termal güç 855 kW’ olup daire başına kojenerasyon gücü 855/563=1,51 kw dır.

6--Kojenarsayon ünitesinin Kış aylarında ünitenin verimi % 59 iken yaz aylarında % 58’dir.

7-- Kojenerasyon ünitesinin elektrik ihtiyacı­nı yaz aylarında % 77, kış aylarında % 74 karşıladı­ğı gösterilmektedir.

8--Kış aylarında yaklaşık % 30 civarında, yaz aylarında yaklaşık % 99 civarında ısı ihtiyacı kojenerasyon ünitesinden sağlanmaktadır.

9--Kojenerasyon kapasitesi arttıkça ısıtma ihtiyacı karşılama yüzdesi % 35' lerden % 75'lere ulaşmaktadır.

 

10--Analizlerin ışığı altında …….. 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. 800 kW'lık ünite fiyatı 490.000 EURO civarındadır. Site için amortisman süresi 1 yıl 6 ay, yıllık net tasarruf 599.932 TL/yıl olarak hesaplan­mıştır

 

10.1--Örneğin 2600 kW kapasiteli kojenerasyon ünitesinde kojenerasyon verimi % 23 e kadar düşmüştür. Kojenerasyon sistem veriminin düşük olması koje­nerasyon ünitesinden alınabilecek elektriğin düşük olması demektir.

 

11--…… Sitesi için 800 kW, 1200 kW, 1400 kW, 2000 kW ve 2600 kW kapasiteli kojenerasyon sistemi düşünülmüştür. En büyük kapasiteli sistem (2600 kW) seçildiğinde hem kojenerasyon ünitesinin kap­asite kullanım oranı (çalışma yük verimi) düşmüştür hem de sistem kapasitesi arttıkça geri dönüşüm süre­si uzamıştır. 

 

Kaynak:Çekmeköy İlçesi Toplu Konut Bölgeleri İçin Kojenerasyon Sistemlerinin Analizi-- Nesrin ÖZDEMİR İsmail EKMEKÇİ


2--Selva Kojenerasyon Yatırımıyla Maliyetten ve Kesintiden Kurtuldu:

 

1--Yaklaşık 1 milyon Euro’luk yatırımla kurdukları kojenerasyon tesisi ile İttifak Holding’in en önemli gıda markası Selva Gıda, kendi enerji ihtiyacını otoprodüktör vasfında  karşılamak amacıyla kojenerasyon tesisi kuran sektöründeki ilk firma unvanını taşıyor.

 

2--Üretimlerindeki en önemli girdi kaleminin enerji olduğunu belirten Selva Gıda Genel Müdürü Mehmet Karakuş, yıllık elektrik tüketimlerinin 15 milyon kWh, doğal gaz tüketimlerinin ise 3 milyon metreküp olduğunu söyledi.

 

2.1-- Her ikisine ayrı bedeller ödemek zorunda kaldıklarını belirten Karakuş, “Üretimde kullandığımız doğal gazdan elektrik üretmek ve verimliliğimizi daha da artırmak amacıyla elektrik enerjisi ihtiyacımızı otoprodüktör vasfında karşılamak amacıyla kojenerasyon tesisimizi hayata geçirdik.

 

2.2--Kurdukları tesis sayesinde tükettikleri enerjinin 8 milyon 500 bin kWh’sini kendilerinin üretmeye başladığını vurgulayan Karakuş şunları aktardı: “Kojenarasyon yatırımı ile hem maliyetler, hem verimlilik hem de çevreye karşı sorumluluk anlamında önemli bir mesafe kat ettik.

 

2.3--Kojenerasyon tesisinde gaz motoru kullanılıyor ve motorun yakıtı doğal gazdır. Tesisin kurulu elektriksel gücü 1.712 MW’tır.Kojenerasyon yatırımımızın geri dönüş süresini 2 yıl olarak tahmin ediyoruz. Yatırımın maddi kazançlarının yanında elektrik kesintilerinden etkilenmemek gibi ekstra faydaları da oluyor.”


Kaynak: http://www.faalenerjidergisi.com/

 




Makalenin İzlenme Sayısı : 1184

Eklenme Tarihi : 05.08.2019

Önceki sayfaya geri dön.