Seramik Sektöründe Kojenerasyon Tesisleri İle Elektrik Üretim Kararı İçin Karar Destek Sistemi

1--Günümüzde firmalar için kararların hızlı ve doğru olarak alınması maliyet ve verimlilikleri açısından kritiktir. Bu çalışma ile seramik sektöründe faaliyet gösteren bir firmanın kullandığı elektriğin, dışarıdan tedariği ya da kendi bünyesindeki kojenerasyon tesislerinde üretiminin gerçekleştirilmesi kararının hızlı ve doğru bir şekilde verilmesini sağlayan bir karar destek sistemi oluşturulması amaçlanmaktadır.

1.1--Bu amaç doğrultusunda enerji-maliyet çalışma planı optimizasyonu üzerine çalışılmıştır. Karar destek sisteminin oluşturulması için 0-1 Tamsayılı Programlama tekniğinden yararlanılmıştır. Yararlanılan bu teknik ile karar destek sistemi için bir matematiksel model oluşturulmuş olup modelde tanımlanan kısıtlar Excel-Solver özelliği sayesinde optimum sonuca ulaşılmasını sağlamıştır.

1.2--Tek bir yakıt kaynağından aynı anda elektrik ve ısı enerjisi üreten bir termal sistem olan kojenerasyon sisteminin kullanım kararı için, Excel VBA programı kullanılarak oluşturulan karar destek sistemi ile fabrikalardaki üretim miktarları ile üretimde ihtiyaç duyulan sıcak hava miktarı belirlenmiş ve maliyet analizleri yardımıyla dış tedarik ile kojenerasyon kullanımı arasında karşılaştırma yapılarak sonuca ulaşılmıştır.

1.3—Karar destek sistemi ayrıca, kojenerasyon sisteminin kullanılmasına karar verilirse, farklı kojenerasyon tesislerinde üretilmesi gereken elektrik miktarını belirleyecek şekilde tasarlanmıştır. Çalışanların tecrübelerine dayalı olarak verdikleri nitel ve öznel kararlar yerine, bu çalışmamızda geliştirdiğimiz karar destek sistemi ile nicel ve nesnel kararların alınarak firmanın, yüksek verimlilik ve düşük maliyete sahip seçeneği hızlı ve doğru bir şekilde seçebilmesi sağlanmıştır.

2—Kojenerasyon Uygulamaları ve Geri Ödeme Süreleri:

1--Kıncay ve Yumurtacı (2006), çalışmalarında Yıldız Teknik Üniversitesi Davutpaşa Kampüsü’nün yıllık elektrik ve ısı tüketimleri hesaplanması sonucunda buna en uygun kojenerasyon sisteminin ekonomik analizini yapmışlardır.

1.1--Bu analiz ile Yıldız Teknik Üniversitesi Davutpaşa kampüsüne kurulacak olan bir kojenerasyon sisteminin toplam gelirinin yılda 1.884.171,4 $ olup sistemin kendisini amorti etme süresinin 1,25 yıl olacağı sonucuna ulaşmışlardır.

2-- Akdeniz (2007), Süleyman Demirel Üniversitesi kampüsünün 10MW’lık elektrik ihtiyacını karşılaması istenen bir kojenerasyon sisteminin oluşturulması üzerine bir çalışma yapmıştır.

2.1--Kojenerasyon sistemi için yapılan ekserji ve termodinamik analizleri ile elde edilen sonuçlar doğrultusunda gaz türbinli kojenerasyon sisteminin daha verimli olacağı sonucuna varmış ardından gaz türbinli ve gaz motorlu kojenerasyon sistemi için maliyet analizleri yapmış ve elde edilen sonuçları karşılaştırmıştır.

2.2--Yapılan hesaplamalar sonucunda birbirine alternatif oluşturabilecek iki gaz kojeneratör için maliyet analizleri yapmış ve bulunan kazançları 2.814.212 TL ve 5.159.381 TL olarak paylaşmıştır.

3-- Goza (2013), yüksek lisans tezinde İstanbul’da 22.000 m2 kapalı alana sahip, 109 yatak kapasiteli özel bir hastane için kurulumu düşünülen kojenerasyon sistemine ait ekonomik analizler yapmıştır.

3.1--Analizler sonucu, tahrik ünitesinin motor tipi kojenerasyon sistemi olmasına karar vermiş ve enerji ihtiyacına göre sistemin gücünün 800 kW olması gerektiğini hesaplamıştır.

3.2—Hastanenin yatırım maliyetini yaklaşık 2 yıl gibi bir sürede amorti edebileceği, yatırım maliyetini karşıladıktan sonra ise 15 yıllık süre sonunda 3.500.000 Euro gibi bir kazanç sağlayacağı sonucuna ulaşarak uygun kojenerasyon sisteminin seçimini gerçekleştirmiştir.

4--Erdönmez (2014), yüksek lisans tez çalışmasında Gebze Organize Sanayi Bölgesi’nde bulunan bir boya fabrikasında kojenerasyon kullanılacak olursa gelir ve maliyetlerin ne olacağını hesaplamıştır.

4.1--Elektrik birim satış fiyatı 0,196581 TL/kWh, doğalgaz birim satış fiyatı 0,688600 TL/Nm3 ve çalışma saati 3.750 saat olarak alındığında kojenerasyon tesisi kurulmasıyla 418.813 €/yıl kazanç sağlanacağını belirtmiştir.

4.2--Bu kazanç için 1.853.381 Euro yatırım maliyeti gerekli olup bu koşullar altında kojenerasyon tesisinin geri ödeme süresi yaklaşık 4,43 yıl olarak hesaplamıştır.

4.3--Yeni elektrik üretim maliyeti ise 0,104111 TL/kWh olacaktır. Bu durumda elektrik tüketim maliyeti %47 oranında azaltılmıştır.

5-- Kısakesen (2016), yüksek lisans tez çalışmasında Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Sağlık Uygulama ve Araştırma Hastanesinin enerji ihtiyacının karşılanmasında kojenerasyon ve trijenerasyon sistemlerinin karşılaştırılmasını ve maliyet analizlerini gerçekleştirmiştir. Toplam 96.562 m2 kapalı alan üzerine kurulu hastanenin yıllık elektrik, ısıtma enerjisi ve soğutma enerjisi giderlerinin tespiti için fizibilite çalışması yapmıştır.

5.1--Çalışmada ilk olarak hastanenin enerji ihtiyaçlarının karşılanabilmesi için kojenerasyon ve trijenerasyon teknolojilerinin çalışma sistemi oluşturmuştur.İkinci olarak, bu sistemleri karşılaştırılmış ve ekonomik analizlerini yapmıştır.

5.2—Analizler sonucunda sistemlerin ilk yatırım maliyetlerinin geri ödeme süreleri trijenerasyon sistemi için 3,1 yıl ve kojenerasyon sistemi için 2,78 yıl olarak bulunmuştur.

Kaynak:Endüstri Mühendisliği 31(3), 281-319, 2020-Seramik Sektöründe Kojenerasyon Tesisleri İle Elektrik Üretim Kararı İçin Karar Destek Sistemi-Meryem ULUSKAN1*, Büşra AZMAN2, Azerhan KARA3, Alptekin KÖK4-1Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, Mühendislik Mimarlık Fakültesi, Endüstri Mühendisliği Bölümü, Eskişehir