Kojenerasyon ve Trijenerasyon Sistemleri:

1--Isıtma ve elektrik enerjisi ayrı yerlerde üretmek yerine aynı yerden üretmenin önemli avantajlarından iki tanesi yüksek verimlilik ve ekonomik olmasıdır. Bu santrallerde enerji girdisi olarak doğalgaz, biyogaz, propan, kok gazı vs. kullanılabilir.

1.1--Sadece elektrik üreten bir gaz türbini veya gaz motoru,enerji girdisinin %30-40 kadarını elektriğe çevirirken,kojenerasyon sistemlerinde ısı üretimi ile birlikte verim %80-90 ‘lara kadar çıkmaktadır.

1.2--Trijenerasyon ise ısı üretimi sağlayan kojenerasyon sistemine ek olarak soğutma özelliğinin de eklenmesidir.Trijenerasyon sistemi tesise elektrik ve ısı enerjisi verdiği gibi bir de soğutma hattına soğuk su vermektedir. Bu soğutma takviyesi absorbsiyonlu chiller soğutma ünitesi vasıtasıyla yapılır. İçinde lityum bromür bulunduran absorbsiyonlu chiller ünitesi, motordan aldığı sıcak suyu absorbe ederek yapıya 12-7 °C hattına destek olur. 12 °C su hattı absorbsiyonlu chiller grubuna girer ve bu su ünitesi içinde soğutularak 7 °C olarak yapıya geri döner

2--Kojenerasyon veya Birleşik Isı – Güç Üretimi (CHP) elektrik ile ısının eş zamanlı olarak aynı yakıt kaynağından üretilmesidir.Kojenerasyon klasik tedarik yöntemlerine göre %40’a yakın enerji tasarrufu sağlayan oldukça verimli bir sistemdir.

3—Kojenarasyon-Trijenerasyon Sisteminin Faydaları:

3.1--İşletmenin elektrik-ısı enerjisi tüketim yapısı, ekonomik ve iklimsel şartlar, yıllık çalışma süresi ve enerji kaynaklarının temin edilebilirliği kriterleridir.

3.2--Hastane binasına kurulacak trijenerasyon sisteminde kullanılan soğutma ünitesi yatırım maliyetini artırırken sistemin geri ödeme süresini kısaltmaktadır.

3.3--Doğal gaz yakıtlı termo-güç teknolojileri git gide artarak daha önemli hale gelmektedir.

3.4--Hastanenin elektrik eğrisinin karşılanmasında kullanılan motorlu sistemlerden türbinli sistemlere göre daha iyi performans alınmıştır.

3.5--Kojenerasyon ve trijenerasyon sistemlerinde atık enerjinin geri kazanımı ile sera gazı yayılımının azaltılması sağlanır.

3.6--Apartmanlarda uygulanacak kojenerasyon sistemi ile %30’dan fazla doğal gaz tasarrufu sağlanarak ekonomik kazanç sağlanacağı görülmüştür.

3.7--Kojenerasyon sisteminin konvansiyonel sisteme göre birincil enerji tasarrufu %37’den daha fazla olmuştur.

3.8--Yıllık toplam gelir, yıllık toplam tasarruf ve geri ödeme süresi yapılan analiz sonucunda kojenerasyon sisteminde daha fazla ekonomik fayda göstermiştir.

3.9--Bir bina uygulamasında proje ömrü için en ekonomik sistemin bina yüküne göre seçilen kojenerasyon sistemi olduğu görülmüştür.

4-- Endüstriyel Kojenerasyon:

4.1--Endüstriyel kojenerasyon sistemleri, tüm yıl boyunca yüksek ısı ve elektrik talebi olan yerlerde kullanılırlar. Genel olarak iki tip endüstriyel alan mevcuttur. Yüksek sıcaklıkta termal enerji gereken yerler (rafineriler, gübre fabrikaları,çelik, çimento, seramik ve cam endüstrisi) ve düşük sıcaklıklarda termal enerji gereken yerler (kağıt fabrikaları,tekstil fabrikaları, gıda ve içecek fabrikaları).

4.2--Endüstriyel kojenerasyon sistemlerinde proses atıklarından veya prosesin kendisinden termal enerji üretmek mümkün olabilir. Örneğin kâğıt fabrikalarında kâğıt yapımında ortaya çıkan yüksek miktarda atık madde ( ağaç kabuğu, ıskartalar, kâğıt hamuru için uygun olmayan ağaç parçaları) yardımcı yakıt olarak kullanılabilir veya çelik yapımında çıkan sıcak gazlar buhar üretmekte yardımcı olabilir.

4.3--Endüstride ihtiyaç duyulan ısı çoğunlukla buhar formundadır.Bu nedenle gaz türbini çevriminin çıkışındaki egzoz gazlarının ısısından buhar elde edilen kombine çevrimli kojenerasyon sistemleri yaygın olarak kullanılır.

4.4--Endüstriyel kojenerasyon sistemleri yılda 8000 saat veya daha fazla çalışabilirler. Bu yüzden endüstrileşmiş ülkelerde,endüstrideki ısı potansiyeli, kojenerasyonu uygun bir seçenek haline getirmiştir.

5-- Ticari veya Kurumsal Kojenerasyon:

5.1--Ticari ve çok katlı yapılardaki kojenerasyon sistemleri kısmen daha küçüktür ve genellikle paket ünitelerdir. Paket üniteler bir pistonlu motor, bir küçük jeneratör ve bir atık ısı kazanından oluşmaktadır. Tüm bileşenler ses geçirmez bir muhafazanın içindedir. Ünitede sadece yakıt girişi ile ısı ve elektrik çıkışı bağlantıları bulunmaktadır.

5.2--Kullanılan yakıt genellikle doğal gazdır. Bu sistemler otellerde, eğlence merkezlerinde, ofislerde, hastanelerde ve pek çok konutun bulunduğu yüksek katlı binalarda yaygın olarak kullanılmaktadır.

5.3--Kullanılan pistonlu motorlar tipik olarak dizel motoru veya doğal gaz ile çalışmaya uyarlanmış otomotiv motorlarıdır. Çift yakıtlı da olabilirler. Isı geri kazanımı soğutma suyundan ve egzoz gazlarından sağlanır.

5.4--Daha büyük ölçekli uygulamalarda,endüstride kullanılan teknolojileri kullanılır. Bunlar gaz türbinli veya büyük pistonlu motorlar olabilir.Bu tip sistemler büyük hastaneler, büyük ofis kompleksleri, üniversiteler için uygun olabilirler.

6--Sistem Dizaynı:

6.1--Kojenerasyon Sistem Dizaynı;Kojenerasyon sistem dizaynında elektrik enerjisi üretimini gerçekleştirecek gaz motoru, elektrik üretimi sırasında meydana gelen atık ısı enerjisinden yararlanmak amacıyla; Motor blok ısısını kullanmak için ısı eşanjörü ve motor egzoz gazı ısısını kullanmak için atık ısı kazanı kullanılarak sistem tasarımı yapılmıştır.

6.2--Trijenerasyon Sistem Dizaynı;Trijenerasyon sisteminde elektrik enerjisi üretimini gerçekleştirecek gaz motoru, elektrik üretimi sırasında meydana gelen atık ısı enerjisinden yararlanmak amacıyla; Motor blok ısısını kullanmak için ısı eşanjörü, motor egzoz gazı ısısını kullanmak için atık ısı kazanı ile yaz aylarında soğutma yapabilmek için absorbsiyonlu soğutma ünitesi kullanılarak sistem tasarımı yapılmıştır.

6.3--Enerji uygulamalarında kojenerasyon, yani bileşik ısı-güç üretim sistemleri (CHP, Combined Heat and Power), buhar ve elektriğin birlikte üretildiği sistemlerdir. Bu sistemlerde atık ısısı değerlendirilerek enerji verimliliği artırılır ve konvansiyonel sisteme göre enerjiden daha fazla yararlanılması sağlanır. Enerji tüketildiği yerde üretildiğinden,iletim ve dağıtım hatlarında oluşan kayıpları ortadan kaldırır, şebekeden etkilenmeden, kesintisiz ve kaliteli elektrik arzı sağlar.

Kaynak:Mühendis Makine Güncel-Mart 2020--Kojenerasyon Sistemleri Ve Trijenerasyon Sistemleri-Semih Rüstem Çalapkulu*