Energy Systems

Biyogaz Santralleri

BIOGAS FACILITY

 

 


Biogas is a mixture of gases which originate from different anaerobic processes and whose main constituents are CH4 and CO2. The amount of these two gases in the total biogas is 98%, while the other 2% of the biogas, except H2S, H2O, N2, O2, H2, NH3 methane, constitute 2% of the biogas. Depending on the source, biogas is also known by different trade names; landfill gas, sewage gas and fertilizer gas. The type of gas composition depends on the type of waste, digestion time and other process operating conditions. Table 2.1 presents the daily fertilizer amount, the water content at the end, the amount of biogas produced as a result of the biological treatment, and the dilution ratios made with tap water when feeding the reactors, based on the live fish. For biogas production, the following four components must be present.

Organic Substance
Bacterium
Anaerobic Environment
Heat

 

 

Organic matter is the nutrient required for methane-producing bacteria. The most important source of organic matter required for biogas production is animal farms and agricultural areas. In addition, wastes such as garbage and wastewater from the treatment plant are sources of organic matter for biogas production.

BIOGAS PRODUCTION AND STAGES

Biogas is a gas mixture with flammable characteristics that result in the decomposition of organic wastes in an oxygen-free environment. In its composition, it contains 60-70% methane (CH4), 30-40% carbon dioxide (CO2), 0-2% hydrogen sulphide nitrogen (N2) and hydrogen (H2). The animal and vegetable wastes, which are called organic wastes, are usually either directly burned or given as fertilizer to agricultural areas. Generally, it is more common to use these wastes in the cold regions for the heat production. It is not possible to produce the desired amount of heat by incineration of waste, and it is not possible to use remaining ashes as fertilizer after heat production. However, when biogas is obtained from these organic wastes, the remaining wastes also allow to be recycled as a quality fertilizer. Substances such as oil, protein, carbohydrate and cellulose contained in plant and animal wastes are broken down in anaerobic conditions. These materials are taken by methan bacteria. Methane bacterias make their metabolism wastes toxic to acid bacteria.

In order to be able to carry out this task, they also cause extracellular metabolic activity and secrete many enzymes out of the cell. These enzymes also break down the substances mentioned. The additives of the enzymes and their acids, glycerol, aminoacids, peptides, monosaccharides, disaccharides are broken down by acid-forming special bacteria to acetic acid. These bacteria require oxygen and carbon while producing the energy they need for their life. the remaining oxygen is used to prepare the oxygen-free environment, which is absolutely necessary for methane bacteria.When dissolved oxygen does not stay in the environment, it starts to use molecularly dependent oxygen. Meanwhile, it converts the molecules formed during hydrolysis to simpler molecules. In the metering phase, methane bacteriums acid and similar products break down to CO 2 and CH 4. Methane constitutive bacteria live in mutual assistance. The enzymes, acids and proteins secreted by acid-forming bacteria enable the conversion of proteins and amino acids into ammonium salts, and methane-forming bacteria provide nitrogen requirements from these salts. Methanogenic bacteria greatly affect the chemical reaction. If the bacteria in the fermentation are small, the gas production is also low. The chemical formation in the fermentation comes from two important stages. The first produces bacterial complex organic materials (decays), the second produces a variety of bacterial organisms called methanogenic microorganisms. If these bacteria enter the reaction without growing or matured on the cellular material in the waste used, methane production does not occur and the reaction stops. Microorganisms that convert organic wastes into methane gas in nature in nature are found in various places in the marshes, in the lakes of the lakes, in the bowels, in the intestines of the ruminants, and in the rumen of the specimens.


More >>



Kojenerasyon ve Trijenerasyon Tesisleri

CO-GENERATION​

 

Cogeneration is simply the production of energy in the same system in both electric and heat forms. This union creates more economic consequences than the two energy forms are produced separately in their own right. It can convert about 30-40% of the energy used in a simple cycle, ie a gas turbine that only produces electricity, or the engine uses electricity. If this system is used in the form of cogeneration, a large part of the heat energy to be discharged from the system can be converted to usable energy so that the total energy input can be evaluated between 70-90%. This technique is called "combined heat-power systems" or simply "cogeneration".

WHY COGENERATION

Many natural and legal persons from hospitals, factories, business centers, residences all over the world are switching to cogeneration and trigeneration systems for important reasons. These reasons can be listed as follows:

High Energy Saving: Heat generated when electricity is generated is used in cogeneration systems and reused in heating, cooling or mechanical energy. Efficiency and Saving in Cogeneration

 

Cleaner Energy Generation: The primary fuel for cogeneration systems is natural gas. According to other fuels that can be used, the amount of CO2 emission varies. In addition to electricity with the same amount of fuel, the amount of greenhouse gases emitted is reduced by half compared to conventional systems, as heat energy is also obtained. It is a system compatible with the Kyoto protocol.

Fuel Variety: It is possible to use other fossil fuels as well as bio fuels and wastes, other than natural gas, which is the primary fuel of the system.

Production According to the Consumption Need: The facility in which the cogeneration system is established can only produce enough production to meet its needs, and also can sell more production.

Uninterrupted Power Generation: The problems encountered in traditional power generation and distribution are not seen in installations with integrated cogeneration systems. Cogeneration always provides constant voltage, constant frequency. Thus, factory productions do not fail.

High Efficiency Production: Produces more energy with less fuel

High Accessibility and Flexibility: Electric power can be generated from the heat generated by steam turbines (or used as mechanical energy) in installations where heating is not required, or during periods when seasonal changes do not require a certain period of heating.

Short-Term Amortization of Investment: Cogeneration, wherever it is built, is amortized in a very short period of time relative to other investments (especially since it is about "energy", a vital subject), as it is a highly efficient and high-saving process. This period varies from 1.5 years to 4 years.

Failure to Deploy Distribution of Generated Energy: As energy is already being produced in the laboratory, there is no loss in distribution and transmission, and additional costs for distribution and transmission cease to exist.

Short Installation Time: The installation time of the system is limited to only a few days.

Maintenance Time and Convenience: The maintenance period of the cogeneration systems is only 1 week in 1 year


More >>



Micro cogeneration

MİCRO COGENERATION

 

Micro Cogeneration is a given that the installed power is less than 50 KW and the electricity and heat are the same technology as the co-generation. This technology is particularly easy to apply in homes, offices, commercial buildings, campuses, hospitals, shopping malls. As well as environmental and financial benefits, waste heat significantly reduces carbon emissions by converting it to heating or hot water needs. The acceleration of incentives for micro-cogeneration in Turkey in recent years, after the large-scale industrial cogeneration, also is being investigated in regard to the applicability of this system.

Micro Cogeneration is the name given to the technology which is based on electric energy, with an installed power of 50 kW or less, enabling the heat, cooling energy and electric energy to be produced in one cycle in one cycle. In addition, this system, which provides heating and hot water in winter, can easily be converted into tri-generation by providing additional cooling in summer.

Micro cogeneration technology can meet electricity, heat and hot water needs of small scale energy need buildings (apartment, apartment, hotel, hospital, campus, office etc.). In addition, the cooling energy requirement provided by summer air conditioners is a technology with the capacity to meet all the energy needs of the buildings (electricity, heating, hot water and cooling) with the help of this technology, a separate refrigeration unit and the trigeneration principle.

Today, the types of engines used in Micro CHP units are as follows:

Internal Combustion Engines: At present there are more than 6000 in Germany and around 8000 in Europe, which are still on the market.
External Combustion Engines: Typically Stirling engines, Organic Rankine cycle
Engines or steam engines. The first commercial sales of Stirling engines took place in June 2010 (400 units) in the UK.

Fuel Pump: Still R & D studies are continuing, researches on production performance and continuity.

  • Fuel Types Used
  • House (apartment, detached house)
  • Hotel
  • Hospital

The placement of a Micro CHP unit in the building is similar to the installation of conventional boilers. As can be seen in the configuration shown below, the catalytic burner, power conditioning, control

Energy generation is determined by factors such as the type of fuel, the thermal capacity of the fuel, the purchase and sale price, portability and storage, environmental effects, and continuity.

It is a fuel type natural gas that is widely used today in micro cogeneration. Natural gas is preferred over other fuel types because it is easy to procure resources, is cheap, is easy to move, and has high energy efficiency.

In the Micro CHP unit except natural gas, energy such as biomass, LPG, solar energy

resources may also be used. Particularly in relation to carbon emissions

efforts to shift to the use of fuel with renewable energy sources are continuing.

Uses of Micro Cogeneration

We can list the usage areas of this technology, which has an installed capacity of 50 Kw or less, as follows:

  • The mall
  • Office
  • Campus / Student residence
  • are technologies that will create an integrated system.

 

Electricity produced by micro-cogeneration, as well as electricity distribution at homes

There will be a connection to the electricity line provided by the centers and a separate line to which the electricity generated by the company can be sold to the network. To achieve this, a bidirectional counter should be applied. Together with this counter, billing will be at the end of each month for the amount due for production and consumption differences. Regarding the Unlicensed Electricity Generation Regulation, the article about these meters is as follows:

counters

ARTICLE 13 - (1) In case the production and consumption facilities are located in the same place for the purpose of implementing this Regulation, a counter which has the characteristics specified for the consumer meters in the relevant legislation and which can perform bidirectional measurement shall be installed.

Mikro Kojenerasyon İle Enerji Tasarrufu

Konvansiyonel yakıt kazanlarında, yakıttan elde edilen enerjinin %85’i ısı enerjisine dönüştürülür, fakat kalan %15’i baca gazıyla kayba neden olur. Ayrıca elektrik enerjisi de, çok pahalı olan konut tarifesi üzerinden şebekeden alınır.Mikro kojenerasyonda kullanılan yakıtın enerji değerinin %80 - 90’ı ısı enerjisine dönüştürülerek, evlerde ısıtma ve sıcak su olarak kullanılmaktadır. %15’i ise, elektrik enerjisine dönüştürülür ve aydınlatma, elektrikli eşyaların kullanımı gibi ihtiyaçları karşılar. Kalan %5’lik kısım da, baca gazıyla atık ısıya dönüşür. Bu durumda %95’e varan bir verimlilik söz konusudur.

Mikro Kojenerasyonun Avantajları

Micro CHP teknolojisinin kullanıcılarına sağladığı avantajları sıralarsak;

  • Micro-CHP, aynı kojenerasyonda olduğu gibi, tek bir enerji kaynağından elektrik ve ısının aynı anda üretilmesini sağlar,
  • Böylece karbon emisyonu azalır ve merkezi enerji üretimine bağlı sistem kayıpları engellenmiş olur.
  • Öncesinde şebekeden alınan elektrik miktarı, bu sistemin kullanılmasıyla daha aza indirgenmesiyle ve günün belli zamanlarında fazla üretilebilecek elektriğin şebekeye satılmasıyla ekonomik açıdan tasarruf elde edilir,
  • Merkezi enerji üretim tesislerinden daha az enerji kullanarak, arz güvenliği açısından daha sağlıklı bir üretim - tüketim dengesi kurulmuş olur.

 

AVRUPA’DA MİKRO KOJENERASYON

Avrupa 2020 yılına kadar enerji ver ımlılığını %20 oranında artırmayı hedeflemektedir.%27 enerji tüketim oranına sahip olan konut sektöründe, Mikro CHP uygulamasını yaygınlaştırmayı başarmasıyla, bu hedefin büyük bir bölümü gerçekleştirilebilecektir.Yenilenebilir enerji kaynaklı teknolojileri günümüzde henüz yeterli anlamda yaygınlaşmadığı ve bunun bağlamında yüksek yatırım maliyetlerine sebebiyet vermesinden dolayı Mikro - CHP, enerji verimliliğinin gelecekteki çözümüdür. Avrupa’daki mikro-kojen motorları ve ürünlerinin üretim merkezleri Almanya, Hollanda ve İngiltere’dir. Bugünkü teknolojide yer alan motorlar doğal gazla, doğal gazın olmadığı yerlerde LPG ile çalışan içten yanmalı Stirling motorlarıdır. Aynı zamanda mikro kojenerasyonda biyogaz ve biyo yakıt kullanarak yenilenebilir ısı ve elektrik üretimi yapmak mümkündür, fakat doğal gaz kadar kullanımı yaygın değildir. 2030 yılına kadar, Avrupa’daki tüm Mikro CHP ünitelerinin %50’sini yenilenebilir enerji kaynaklı   hale     dönüştürmeyi hedeflemektedir.

Mikro CHP Devi: İngiltere

1980’li yıllardan beri, İngiltere’de Mikro - CHP teknolojisi uygulanmaktadır. 2002 yılında yaklaşık 1000 adet Mikro - CHP ünitesi evlerde kullanıma geçmiştir. Bu uygulamadan sonra, hem ekonomik hem de enerji verimliliği açısından yüksek tasarruf oranı farkına varıldığında, İngiltere hükümeti bu konudaki çalışmalarına hız kazandırmıştır. “Energy Saving Trust” ve “Carbon Trust” adında İngiltere’deki enerji verimliliği politikalarını içeren yayınlarda teşvik konusu olmuştur. Ayrıca, Kyoto protokolünden sonra CO2 azaltım yükümlülüğünün %18’ini Mikro CHP teknolojisi ile azaltabileceğini planlamaktadır.

Hükümet, hem maddi hem de manevi alanda bu sistemin yaygınlaşabilmesi için gerekli yasal alt yapı ve teknik düzenlemeler konusunda yatırımcılara büyük destek sağlamıştır. İngiltere’deki 24 milyon ev sahibinin 14 -18 milyonu Mikro - CHP kullanımına gayet elverişlidir. Bunun farkında olan İngiltere Hükümeti, Nisan 2005’te, enerji üretiminde uygulanan %17.5’lik vergiyi, Mikro - CHP kullanıcılarında %5’e çekmiştir.

TÜRKİYE’DE MİKRO KOJENERASYON

Türkiye’de Mikro Kojenerasyon Enerji altyapımıza 2007’de çıkartılan “Enerji Verimliliği Kanunu” ile girmiştir. Mikro kojenerasyon ile ilgili teşvikler ise 03.12.2010 tarihinde yayımlanan “Lisanssız Elektrik Üretimine İlişkin Yönetmelik” ile başlamıştır. 50 KW ve altı olan bu enerji üretim teknolojisini uygulamak isteyen kullanıcılar, lisans almaktan muaf tutulacaklar ve çift yönlü sayaç sayesinde hem elektriklerini üretip kullanabilme, hem de şebekeye elektrik satabilme hakkına sahip olabileceklerdir.

YASAL ÇERÇEVE

Enerji Verimliliği Kanunu’nunda;

  • Mikro kojenerasyon Tesisi:Elektrik enerjisine dayalı, kurulu gücü 50 Kw ve altında olan kojenerasyon tesisi tanımı yer almaktadır.

 

  • Enerji Verimliliği Kanunu’nun yürürlüğe girmesi ile mikro kojenerasyon tesisleri için lisans alınması zorunluluğunun kaldı­rılması öngörülmüştür.
  • Enerji Verimliliği Kanunu’nun yürürlüğe girmesi ile; yalnız kendi ihtiyaçlarını karşılamak amacıyla, mikro kojenerasyon tesisi kuran gerçek ve tüzel kişilerin ihtiyaç fazlası elektriği dağıtım şirketlerine satabilmeleri de mümkün olacaktır.

Lisanssız Elektrik Üretimine İlişkin Yönetmelik’te;

Amaç ve kapsam

MADDE 1 - Yalnızca kendi ihtiyaçlarını karşılamak amacıyla kojenerasyon tesisi kuran gerçek ve tüzel kişilerden lisans alma ve şirket kurma yükümlülüğünden muaf tutulacaklara ve yenilenebilir enerji kaynaklarına dayalı kurulu gücü azami beş yüz kilovatlık üretim tesisi ile mikro kojenerasyon tesisi kuran gerçek ve tüzel kişilerden lisans alma ve şirket kurma yükümlülüğünden muaf tutulanlara uygulanacak usul ve esaslar ile yenilenebilir enerji kaynaklarına dayalı kurulu gücü azami beş yüz kilovatlık üretim tesisi ve mikro kojenerasyon tesisi kuran tüzel kişilerin ihtiyaçlarının üzerinde ürettikleri elektrik enerjisinin sisteme verilmesi halinde uygulanacak teknik ve mali usul ve esasları kapsar.

Lisans alma ve şirket kurma muafiyeti

MADDE 4 - (1) Mikro kojenerasyon veya kurulu gücü azami 500 kW olan yenilenebilir enerji kaynaklarına dayalı üretim tesislerinde üretim faaliyetinde bulunan gerçek veya tüzel kişiler lisans alma ve şirket kurma yükümlülüğünden muaftır.

Mikro kojenerasyona dayalı ihtiyaç fazlası enerjinin satın alınması için;

  1. Saatlik verilerin konsolidasyonundan elde edilen miktar ile uygulanacak fiyat (YEK Cetvel 1 ‘deki en düşük fiyat) çarpılarak yapılacak ödeme tutarı belirlenir,
  2. Sisteme verilen ihtiyaç fazlası enerjinin tespit tarihinden itibaren altı gün içinde miktar ve fiyat bilgisi ilgilisine bildirilir,
  3. İlgili tüzel kişinin faturasının dağıtım şirketine tebliğ tarihini izleyen on işgünü içerisinde, fatura bedeli ilgili tüzel kişinin bildireceği banka hesabına yatırılır.

SONUÇ

Bundan 5 yıl öncesinde, bir Amerikan firması, Mikro kojenerasyon ile ilgili bir uygulamaya girişti. Anadolu’da bulunan bir iş merkezinde, bu sistem kurularak avantajları ve dezavantajları ortaya konulmaya çalışıldı. O günlerde, bugünkü teşvikler verilmediği için, birim kuruluş masrafları yüksek geldi ve bu teşebbüsün arkası gelmedi. Şimdi görülüyor ki, yaptığı Ar-Ge çalışmalarıyla birim fiyatını hayli aşağıya çalıştığını söyleyen bir Alman firması, Mikro CHP piyasasının Türkiye’deki öncülüğünü yapmaya başlamıştır.

Mikro Kojenerasyonun ülkemizde yaygınlaşabilmesi için;

  • Mikro Kojenerasyon teknolojisinin ülkemizde uygulanabilmesi ve üretiminin yapılabilmesi için Ar-Ge çalışmalarının hızlandırılması ve pilot bir bölgede yatırım maliyeti, geri ödeme süresi, karlılığı, enerji verimliliği ve sürdürülebilirliği konularında tespitlerde bulunması,
  • Türkiye’deki Mikro kojenerasyon’a uygun yerleşim yerlerinin sayısının belirlenmesi ve uygulanabilirliğinin saptanması,
  • 2012’deki Kyoto yükümlülüğümüzle birlikte, Mikro kojenerasyonun uygulanmasıyla ne ölçüde karbon salınımını azaltabileceğimizin hesap­lanması,
  • “Binalarda Enerji Performansı Yönetmeliği”  ve Lisanssız Elektrik Üretimine İlişkin Yönetmelik” tekrar gözden geçirilip bağlantı anlaş­ malarının düzenlenmesi, verimlilik hesaplamalarının bu yönetmeliğe dahil edilmesi ve elektrik üretim tüketim dengesinde, elektriğin alış - satış fiyatlarının belirlenmesi,
  • Günümüzde    Mikro kojenerasyon teknolojisinin   var olduğu gelişmiş ülkelerin prosedürlerinden faydala­narak, kendi ülkemizde bu konuyla ilgili bir yol haritasının çizilmesi, ünite üreticilerinin ülkemizdeki pazara dahil edilebilmesi için gerekli teşviklerin verilmesi, ünitenin kurulum ve ticari prosedürler konularında yasal mevzuatların oluşturulması gerekmektedir.

 

 

 

 

 

 

 


More >>



Trijenerasyon

More >>



Gaz Santralleri

More >>



Organic Rankine Cycle

More >>
Soğanlık Yeni Mah. Fuat Paşa Sk. No: 12: İST İSTANBUL Plaza K:7 D:15 T:0216 417 30 53 F:0216 549 30 53 M: info@aktermmekanik.com.tr | All rights reserved. Akterm Mechanical Project Construction Commitments | Designed by Marka C.A face twit en tr