Enerji Sistemleri

Biyogaz Santralleri

BİYOGAZ SANTRALLERİ

 

 

Biyogaz farklı anaerobik proseslerden ortaya çıkan ve ana bileşenleri CH4 ve CO2 olan bir gaz karışımıdır. Bu iki gazın toplam biyogaz içindeki miktarı %98 iken H2S, H2O, N2, O2, H2, NH3 metan harici diğer organik karbonlar biyogazın %2‘lik kısmını teşkil ederler [5]. Kaynağına bağlı olarak biyogaz farklı ticari isimlerle de anılır; deponi gazı, kanalizasyon gazı ve gübre gazı gibi. Gazın bileşimi atığın türü, sindirim süresi ve diğer proses işletme şartlarına bağlıdır. Tablo 2.1‘de canlı türüne bağlı olarak günlük üretilecek gübre miktarı, gübredeki su içeriği, biyolojik işlem sonucu oluşan biyogaz miktarı ve reaktöre besleme yapılırken musluk suyu ile yapılmış seyreltme oranları verilmiştir. Biyogaz üretimi için aşağıdaki dört bileşenin olması gerekir.

  • Organik Madde
  • Bakteri
  • Anaerobik Ortam
  • Isı 

 

 

Organik madde metan üreten bakteri için gerekli besin maddesidir. Biyogaz üretimi için gerekli organik maddenin en önemli kaynağı hayvan çiftlikleri ve tarımsal alanlardır.Bunlara ilaveten çöp gibi artıklar ve arıtma tesisi çamuru gibi atıklar da biyogaz üretimi için gerekli organik maddenin kaynaklarıdır.

BİYOGAZ ÜRETİMİ VE AŞAMALARI

Biyogaz, organik atıkların oksijensiz bir ortamda ayrışması sonucu ortaya çıkan yanıcı özelliği bulunan bir gaz karışımıdır.Bileşiminde %60-70 metan (CH4), %30-40 karbondioksit (CO2), %0-2 hidrojen sülfür (H2S) ile çok az miktarda azot (N2) ve hidrojen (H2) bulunmaktadır. Organik atık adı verilen hayvansal ve bitkisel atıklar, genellikle ya doğrudan doğruya yakılır veya tarım alanlarına gübre olarak verilmektedir. Genellikle soğuk bölgelerde bu atıkların yakılarak ısı üretiminde kullanılması daha yaygındır. Atıkların yakılmasıyla istenilen miktarda ısı üretilemediği gibi, ısı üretiminden sonra arta kalan küllerin gübre olarak kullanılması da mümkün olmamaktadır. Halbuki bu organik atıklardan biyogaz elde edildiği zaman geriye kalan atıklar da kaliteli gübre olarak tekrar toprağa kazandırılmasına imkan vermektedir. Bitkisel ve hayvansal  atıkların  içinde  bulunan  yağ,  protein,  karbonhidrat ve  selüloz  gibi  maddeler  anaerobik  şartlarda parçalanmaktadırlar.Parçalanmış  olan  bu  maddeler  metan bakterileri tarafından alınarak kullanılır. Metan bakterileri asit bakterileri için toksit etki yapan kendi metabolizma atıklarını zararsız hale getirir.

Bu işi gerçekleştirebilmeleri için de hücre dışı  metabolik  faaliyet  göstererek,  hücre  dışına  birçok enzimlerin salgılanmasına sebep olurlar. Bu enzimler de anılan maddelerin  parçalanmasını  sağlamaktadırlar.Bu  enzimlerin  katkıları  ile  yağasitleri,  gliserol,  aminoasitler,peptidler, mono sakkaridler, disakkaridler asit oluşturucu özel bakteriler  tarafından  asetik  aside  kadar  parçalanırlar.Bu bakteriler,  yaşamaları  için  gerekli  olan  enerjiyi  üretirken oksijene  ve  karbona  ihtiyaç  duyarlar.Ortamda  kalan  sonoksijeni  de  kullanarak  metan  bakterileri  için  mutlak  gerekli olan  oksijensiz  ortamı  kendi  kendilerine  hazırlamış  olurlar. Çözünmüş oksijen ortamda kalmayınca da, moleküler bağımlı oksijeni  kullanmaya  başlarlar.Bu  arada  da  hidroliz  sırasında oluşmuş  molekülleri,  daha  basit  moleküllere  dönüştürürler.Metanlaştırma  fazında,  metan  bakterileri  asit  ve  benzeri ürünleri  CO 2   ve  CH 4 'e  kadar  parçalarlar.Fermantasyon sırasında  asit  oluşturucu  bakterilerle  metan  oluşturucu bakteriler karşılıklı yardımlaşma halinde yaşamaktadırlar. Asit oluşturan  bakterilerin  salgıladıkları  enzimler,  protein  ve aminoasitlerinin  amonyum  tuzları  haline  dönüşmesini  sağlar, metan oluşturan bakteriler azot ihtiyaçlarını bu tuzlardan temin etmektedirler.  Metanojenik  bakteriler  kimyasal  reaksiyonu büyük ölçüde etkilemektedirler. Eğer fermantasyonun içindeki bakteriler  az  ise  gaz  üretimi  de  az  olur.  Fermantasyonun içindeki  kimyasal  oluşum  iki  önemli  aşamadan  meydana gelmektedir. Birincisi bakteriler kompleks organik materyalleri parçalar  (çürütürler),  ikincisi  parçalanan  organik  materyalle metanogenik  mikroorganizma  adı  verilen  çeşitli  bakterileri üretirler. Eğer bu bakteriler kullanılan atığın içindeki hücresel materyallere  büyümeden  veya  olgunlaşmadan  reaksiyona girerse  metan  üretimi  olmaz  ve  reaksiyon  durur.  Tabiatta anaerobik  şartlarda  organik  atıkları  metan  gazına  dönüştüren mikroorganizmalar  bataklıklarda,  göllerin  diplerinde, bağırsaklarda,  özelliklede  geviş  getiren  hayvanların bağırsaklarında,  değişik  oranlarda  bulunmaktadırlar.Bunun için  biyogaz  üretimi  sırasında  fermenterin  içine  barajların diplerinde  getirilen  çamurlu  bileşikler  ile  dönüşüm hızlandırılmaktadır. 


Devamı >>



Kojenerasyon

KOJENERASYON

 

Kojenerasyon kısaca, enerjinin hem elektrik hem de ısı formlarında aynı sistemden beraberce üretilmesidir. Bu birliktelik, iki enerji formunun da tek tek kendi başlarına ayrı yerlerde üretilmesinden daha ekonomik neticeler oluşturmaktadır. Basit çevrimde çalışan, yani sadece elektrik üreten bir gaz türbini ya da motoru kullandığı enerjinin %30-40 kadarını elektriğe çevirebilir. 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. Bu tekniğe "birleşik ısı-güç sistemleri" ya da kısaca "kojenerasyon" diyoruz.

NEDEN KOJENERASYON

 

Hastanelerden, fabrikalara, iş merkezlerinden, konutlara kadar dünya genelinde pek çok tüzel ve gerçek kişi, önemli gerekçelerle kojenerasyon ve trijenerasyon sistemlerine geçiş yapmaktadır. Bu gerekçeleri şöyle sıralamak mümkündür:

 

Yüksek Enerji Tasarrufu : Elektrik üretilirken ortaya çıkan ısı, kojenerasyon sistemlerinde kullanıma girer ve ısıtmada, soğutmada veya mekanik enerji elde edilecek şekilde tekrar kullanılır. Kojenerasyonda Verimlilik ve Tasarruf

 

Daha Temiz Enerji Üretimi : Kojenerasyon sistemlerinin birincil yakıtı doğal gazdır. Kullanılabilecek diğer yakıtlara göre, CO2 salınım miktarı değişir. Aynı miktarda yakıtla elektrik enerjisinin yanında, ısı enerjisi de elde edildiğinden dolayı geleneksel sistemlere göre sera gazlarının salınım miktarı yarı yarıya düşer. Kyoto protokolüne uygun bir sistemdir.

Yakıt Çeşitliliği : Sistemin birincil yakıtı olan doğal gaz dışında, biyolojik yakıtlar ve atıklardan yararlanabileceği gibi, diğer fosil yakıtları da kullanmak mümkündür.

Tüketim İhtiyacına Göre Üretim : Kojenerasyon sistemi kurulan tesis, sadece ihtiyacını görecek kadar üretim yapabileceği gibi, fazla üretimi de satabilir.

Kesintisiz Elektrik Üretimi : Geleneksel elektrik üretiminde ve dağıtımında karşılaşılan sorunlar, kojenerasyon sistemleri entegre edilmiş tesislerde görülmez. Kojenerasyon her zaman sabit gerilim, sabit frekans sağlar. Böylelikle fabrika üretimleri aksamaz.

Yüksek Verimli Üretim : Daha az miktar yakıtla, daha fazla enerji üretilir

Yüksek Erişebilirlik ve Esneklik : Isıtma gerekmeyen tesislerde veya mevsimsel değişikliklerle ısıtmanın belirli bir süre gerekli olmadığı dönemlerde, buhar türbinleri kullanılarak, ortaya çıkan ısıdan bir kez daha elektrik enerjisi üretilebilir (ya da mekanik enerji olarak kullanılabilir.)

Yatırımın Kısa Sürede Amorti Edilmesi : Kojenerasyon, her nereye kurulursa kurulsun, yüksek verimli ve yüksek tasarruflu bir işlem olduğu için (özellikle hayati bir konu olan "enerji" hakkında olduğundan) diğer yatırımlara göre çok kısa sürede kendisini amorti eder. Bu süre 1,5 yıl ile 4 yıl arasında değişir.

Üretilen Enerjinin Dağıtım Kaybına Uğramaması : Enerji zaten tesiste üretildiği için dağıtımda ve iletimde kayıp olmadığı gibi, dağıtım ve iletim için ek masraflar ortadan kalkar.

Montaj Süresinin Kısa Olması : Sistemin montaj süresi sadece birkaç günle sınırlıdır.

Bakım Süresi ve Kolaylığı : Kojenerasyon sistemlerinin bakım süresi, 1 yıl içinde sadece 1 haftadır


Devamı >>



Micro Kojenerasyon

MİCRO KOJENERASYON

 

Mikro Kojenerasyon, kurulu gücü 50 KW ve altı olan, elektrik ve ısıyı aynı kojenerasyondaki gibi, birlikte üreten teknolojiye verilen addır. Bu teknoloji özellikle evlerde, ofislerde, ticari binalarda, kampüslerde, hastanelerde, alışveriş merkezlerinde kolayca uygulanabilmektedir. Hem çevresel, hem de finansal açıdan bir çok kazanç getirdiği gibi, atık ısıyı ısıtma ya da sıcak su ihtiyacına dönüştürmesiyle karbon salınımını bir hayli azaltmaktadır. Türkiye’de son yıllarda Mikro kojenerasyon ile ilgili teşviklerin hızlanmasıyla, büyük ölçekli endüstriyel kojenerasyondan sonra, konutlarda da bu sistemin uygulanabilirliği araştırılmaktadır.

Mikro Kojenerasyon, elektrik enerjisine dayalı, kurulu gücü 50 kW ve altı olan, ısı, soğutma enerjisi ve elektrik enerjisinin aynı cihazla tek seferde üretilmesine olanak sağlayan teknolojiye verilen addır. Ayrıca, kışın ısıtma ve sıcak su sağlayan bu sistem aynı zamanda ilave bir cihazla yazın soğutma sağlayarak kolayca tri- jenerasyona dönüşebilmektedir.

Mikro Kojenerasyon teknolojisi ile küçük ölçekli enerji ihtiyacı olan binaların (daire, apartman, otel, hastane, kampus, ofis vb.) elektrik, ısı ve sıcak su ihtiyaçları karşılanabilmektedir.  Ayrıca, yazın klimalarla sağlanan soğutma enerji ihtiyacı, yine bu teknoloji sayesinde, ayrı bir soğutma ünitesi ile trijenerasyon mantığıyla binaların tüm enerji ihtiyacını (elektrik, ısıtma, sıcak su ve soğutma) karşılayabilme kapasitesine sahip bir teknolojidir.

Günümüzde Mikro CHP ünitelerinde kullanılan motor çeşitleri şu şekildedir:

  • İçten Yanmalı Motorlar: Şu anda hala piyasada var olan, Almanya’da 6000’den fazla sayıda ve Avrupa’da toplam yaklaşık 8000’e yakın üretilmiş ve uygulamaya geçirilmiştir.
  • Dıştan Yanmalı Motorlar: Tipik olarak Stirling motorları, Organic Rankine cycle

Motorları ya da buhar motorlarıdır. Stirling motorlarının ilk ticari satışı 2010 yılının Haziran ayında (400 adet) İngiltere’de gerçekleşti.

Yakıt Pili: Hala Ar-Ge çalışmaları devam etmekte, üretim performansı ve sürekliliği konusunda araştır­malar yapılmaktadır.

Kullanılan Yakıt Çeşitleri

  • Ev (apartman, müstakil evler)
  • Otel
  • Hastane

Bir Mikro CHP ünitesinin binaya yerleştirilmesi, konvansiyonel kazanların monte edilmesiyle benzer şekildedir. Aşağıda gösterilen konfigürasyonda da görüldüğü üzere, sistemde bulunan katalitik yakıcı, güç şartlandırma, kontrol 

Enerji üretiminde yakıt tipi, yakıtın ısıl kapasitesi, alış - satış fiyatı, taşınabilirliği ve depolanması, çevresel etkileri, sürekliliği gibi faktörler göz önünde bulundurarak belirlenir.

Mikro kojenerasyon’da günümüzde yaygın olarak kullanılan yakıt tipi doğal gazdır. Doğal gazın diğer yakıt çeşitlerine göre tercih sebebi, kaynak tedarikinin kolayca sağlanabilmesi, ucuz olması, taşınma kolaylığı, enerji verimliliğinin yüksek olmasıdır.

Doğal gaz haricindeki Mikro CHP ünitesinde yakıt olarak biyokütle, LPG, güneş enerjisi gibi enerji

kaynakları da kullanılabilir. Özellikle Karbon salınımı konusunda getirilen yükümlülüklerle birlikte yenilenebilir enerji kaynaklı yakıt kullanımına geçiş için çalışmalar devam etmektedir.

Mikro Kojenerasyonun Kullanım Alanları

Kurulu gücü 50 Kw ve altı olan bu teknolojinin kullanım alanlarını aşağıdaki gibi sıralayabiliriz:

  • Alışveriş Merkezi
  • Ofis
  • Kampüs / Öğrenci yurtları

gibi alt sistemler entegre bir sistemi oluşturacak teknolojiler içeriyor.

 

Mikro kojenerasyon ile üretilen elektriğin, hem şu anda evlere Elektrik Dağıtım 

Merkezlerinden sağlanan elektrik hattına, hem de kendi ürettiği elektriğin fazlasını da şebekeye satabilecek ayrı bir hatta bağlantısı olacaktır. Bunu sağlayabilmek için çift yönlü sayaç uygulaması yapılmalıdır. Bu sayaçla birlikte, faturalandırma işlemi her ay sonunda üretim ve tüketim farklarından ödenmesi gereken tutar kadar olacaktır. Lisanssız Elektrik Üretimine İlişkin Yönetmelikte bu sayaçlarla ilgili madde şu şekildedir:

Sayaçlar

MADDE 13 - (1) Bu Yönetmeliğin uygulanması amacıyla, üretim ve tüketim tesislerinin aynı yerde bulunması halinde, bağlantı anlaşmasında belirlenen yere ilgili mevzuatta tüketici sayaçlarına ilişkin belirlenen özelliklere sahip ve çift yönlü ölçüm yapabilen sayaç takılır.

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.

 

 

 

 

 

 

 

 


Devamı >>



Trijenerasyon

TRIJENERASYON

 

Tek bir enerji kaynağı kullanılarak elektrik, ısı ve soğuk üretiminin eş zamanlı yapılmasıdır.Birleşik enerji üretim sistemleri ele alındığında, yalnızca ısı ve elektrik üretiminin eşzamanlı olarak yapıldığı sistemler ise kojenerasyon sistemleri olarak adlandırılır.Trijenerasyon / kojenerasyon sistemlerinde; elektrik üretimi yapılan sistemin yan çıktısı olan ısı enerjisi değerlendirilmektedir. Sonuçta kayıplar büyük oranda azaldığından, yakıt tüketimi önemli oranda azalır ve enerji verimliliğine bağlı karlılık ortaya çıkar.Elektrik Üretimi yanındaki 2. ürün: Isı Enerjisi (Kojenerasyon) Yüksek elektrik verimine haiz bir motor generatör seti uygulaması örnek olarak ele alındığında, Motor blok ısısından ve egzoz gazından elde edilen ısı enerjisi genellikle iklimlendirme, sıcak su, buhar veya kızgın su – kızgın yağ üretilerek değerlendirilir. Neticede bahsi geçen ısı enerjisi, yakıt tüketimi olmaksızın elde edilir.Elektrik Üretimi yanındaki 3. ürün: Soğutma (Trijenerasyon).Elektrik üretim prosesinden açığa çıkan atık ısı kullanılarak absorbsiyonlu chiller cihazı tahrik edilir. Isıl girdi, iklimlendirme veya proses kullanımına yönelik olarak soğutma enerjisine dönüştürülür. Kombine soğutma, ısıtma ve güç üretimi sistemi basit olarak bu şekilde tanımlanabilir. (CCHP: combined cooling, heating, and power generation).

 

Trijenerasyon Sistemlerinin Başlıca Faydaları,

  • Enerjinin verimli kullanılması,
  • Üretilen yararlı ısı güç birimi başına çevreye atılan katı, sıvı ve gaz madde miktarının düşük olması,
  • Elektrik enerjisi iletim ve dağıtım kayıplarının yok edilmesi, iletim ve dağıtım sisteminde ilave yatırımları gereksiz kılması,
  • Sanayi tarafından tüketilen elektrik enerjisinin az sayıda merkezi santral yerine, dağılmış bir şekilde endüstriyel tüketim yerlerinde üretilmesinin ulusal güvenliğe sağlayacağı katkı olarak sıralanabilir.

Devamı >>



Gaz Santralleri

GAZ SANTRALLERİ

 

Enerji santralleri, enerji üretmek için kullandıkları yakıta göre çeşitli isimlerle nitelendirirler, mesela doğalgaz santrali, kömür santrali, fuel oil gibi, yada hidroelektrik santral gibi.Doğalgaz yakıtlı kombine çevrim termik santralleri diğer fosil kaynaklı yakıt kullanan termik, nükleer ve hidroelektrik santrallerine göre daha düşük kurulum maliyeti ile daha kısa sürede işletmeye alınabilmektedirler.Kombine çevrim santrallerindeki asıl amaç, atık ısı gazlarından yararlanarak buhar eldesiyle elektrik üretmek ve verimi arttırmaktır. Gaz santrallerinin tek başına verimleri düşüktür ama kombine çevrim olduğunda verimleri daha da artmaktadır ve milli ekonomiye katkı sağlanmaktadır.

Kombine çevrim santrallerinde gaz türbinleri ve buhar türbinleri birlikte kullanılmaktadır. Yakıt olarak doğal gaz kullanılan gaz türbinlerinden elde edilen elektrik enerjisinin yanı sıra türbin egzozundan yüksek sıcaklığa sahip egzoz gazlarının atık ısısının kazana verilmesiyle elde edilen buhar ile buhar türbinlerinden de ek elektrik üretimi sağlanmaktadır.Bu santrallerde gaz türbinli çevrimlerin üst sıcaklığının yüksek olması ve buhar türbinli çevrimlerin alt sıcaklıklarının düşük olması avantajları birleştirilerek tasarım koşullarında çalış-mak üzere kombine çevrim verimi %50-60 civarında gerçekleştirilebilmededir.

Kısımları;

  • Bağımsız Atık Isı Kazanı(HRSG)
  • Buhar Türbin Generatörü(STG)
  • Kondenser
  • Soğutma Kulesi
  • Gaz Türbini
  • Generatör

 

 

BAĞIMSIZ ATIK ISI KAZANI (HRSG)

 

Bağımsız atık ısı kazanı üç basınç derecesine sahiptir.

  • HP: Yüksek basınç, 45 bar civarmdadır.(400 °C)
  • IP: Orta basınç, 12 bar civarındadır.(224 °C)
  • LP: Düşük basınç, 4 bar civarmdadır.(120 °C)
  • HP basıncı doğrudan buhar türbininde kullanılmaktadır. Gerektiğinde IP basıncı ile desteklenmektedir.
  • IP basıncı ayrıca çevre fabrikalara satılmaktadır.
  • LP tesisin ihtiyacını karşılamakta ayrıca degazör grubunu beslemektedir.

 

BUHAR TÜRBİN JENERATÖRÜ (STG)

 

STG’nin görevi, HRSG’den gelen IP ve HP buharlarının enerjisini, aynı rotorla bağlı bulunduğu generatör vasıtasıyla elektrik enerjisine çevirmektedir. Santralde kullanılan kontrol sistemi STG üzerinde sınırlı bir kontrole sahiptir.

STG buhar girişinden çıkışına doğru hacmi genişleyen bir yapıya sahiptir, 16 kademesi bulunur. Rotor üzerine yerleştirilmiş kanatçıklar ve bu kanatçıklar arasında dış gövedeye sabit olarak bağlı stator kanatçıkları sistemin temelini oluşturur.

KONDENSER 

 

STG’nin tüm kademelerinden geçen ve özellikleri büyük ölçüde değişen buhar atılmaz ve yine STG’ye bağlı olan kondensere gönderilir. Kondenserde, soğutma kulesinden gelen 24°C deki suyu sirküle eden boru demeti bulunur. Buhar bu borular arasından geçirilerek yoğuşturulur ve yeniden kullanıma hazır hâle gelir.Kondenser içindeki borularda gezdirilen su ise buhar ile ısı alış-verişine girmiş ve oldukça ısınmıştır. Soğutulmak amacıyla soğutma kulesine gönderilir

 

SAĞUTMA KULESİ

 

Su üstten bırakılır, üstteki pervaneler havayı emer ve su-hava arasında ısı alış-verişi meydana gelir. Bu işlemle soğuyan su havuza düşer. Buradan da pompalarla kondensere yeniden pompalanır.

 

 

 

 

 


Devamı >>



Organik Rankine Çevrim Tesisleri

ORGANİK RANKİN ÇEVRİM (ORC)

 

Teknik anlamda zor ve ekonomik olmadığından dolayı, geleneksel olarak düşük sıcaklıktaki ısıdan faydalanmak çeşitli zorluklar içermektedir. Isıdan elektrik üretiminde kullanılan geleneksel teknoloji buhar türbinidir ancak uygun işletim için yüksek sıcaklık ve basınç gerektirmektedir. Düşük sıcaklıklarda (<150oC) tercih edilen teknoloji Organik Rankin Çevrimidir (ORC). Su ve yüksek basınçlı buhar yerine, organik akışkan kullanıldığı için böyle adlandırılmaktadır. ORC teknolojisinde sudan daha düşük sıcaklıkta kaynayan, yüksek moleküler ağırlıklı bir sıvılar kullanmaktadır. Bu özellik, ekonomik enerji üretimi için geleneksel olarak çok düşük kabul edilen ısı kaynaklarından ısı elde eden Rankin Çevrimine imkan tanımaktadır. Endüstriyel atık ısısı, pistonlu motor ceketinin su ısısı, jeotermal ısı, güneş havuzu, petrol ve gaz alanları vs. bu ısı kaynakları arasındadır.

ORC teknolojisi ilk olarak yaklaşık 50 yıl önce 1961’de İsrail’de geliştirilmiş ve özellikle ikili jeotermal enerji santralleri olmak üzere birçok alanda hızlı gelişen bir teknoloji haline gelmiştir. Geleneksel olarak, kuru ve flaş buhar teknolojileri, jeotermal kuyularda elektrik üretimi için kullanılan ana teknolojilerdi. Ama ikili teknoloji giderek büyümektedir ve 2020’ye geldiğimizde bütün jeotermal enerji üretim pazarına %50 ile hakim olarak öncü teknoloji olacağı tahmin edilmektedir.

 

 

 

 

ORGANİK RANKİNE ÇEVRİM TEKNOLOJİSİ

 

 

Isıdan elektrik üreten sistemi esas alan bir ORC teknolojisi (Şekil 3), buharlaştırıcı (1 nolu) içerisindeki organik çalışma sıvısını (yeşil çizgi) buharlaştırmak için sıcak kaynaktaki ısıyı kullanır (Şekil 2’deki kırmızı çizgi). Seçilen çalışma sıvısı silikon bazlı sıvılar olabilir veya düşük sıcaklıklar için hidrokarbon veya soğutucu bazlı sıvılar kullanılabilir. Basınçlı buhar daha sonra türbinlere (2 nolu) yollanır ve jeneratörle birleştiğinde elektrik üretir. Buhar, yoğunlaştırıcı içinde tekrar sıvı hale yoğunlaştırılır (3 nolu). Burada ya soğutma kulesi (5 nolu), ya yeraltı suyu ya da ırmak suyu (mavi çizgi) soğutma aracı olarak kullanılır. Hava soğutma sistemi de alternatif olarak kullanılabilir. Sonra soğutucu pompa (4 nolu) çalışma sıvısını tekrar buharlaştırıcıya pompalar ve bu kapalı çevrim süreci tekrar eder. Sıcak sıvı          yakıt kaynağı olarak kullanıldığından yakıt maliyeti sıfırdır.Ayrıca hiçbir yanma gerçekleşmediğinden, ORÇ enerji sisteminde atmosfere hiçbir salınım oluşmaz.

Sıcak kaynaklar genellikle sıcak sıvı veya gaz halindedir. Bu tip kaynaklardan gelen ısı, atık ısı kaynağı veya diğer sınırlandırmaların özelliklerine bağlı olarak, bir aracı araç vasıtasıyla doğrudan veya dolaylı olarak ORC çalışma sıvısına aktarılır. Sıvı haldeki atık ısı kaynakları genellikle ORÇ ünitesiyle doğrudan birleştirilir. Gaz haldeki ısı kaynakları ise dolaylı yoldan birleştirilir.

 

ORC’nin termodinamik çevrimi, Şekil 4’te şematik olarak gösterilmiştir. Soldaki halkaya aynı zamanda Sıcaklık-Entropi veya T-S diyagramı da denmektedir. Turbojeneratör sıcak kaynaktan ön ısıtmaya doğru ortaya çıkan ısıyı kullanır ve buharlaştırıcı içerisindeki uygun organik çalışma sıvısını buharlaştırır (2^3^4). Organik sıvı buhar, doğrudan veya devir düşürme dişlisi vasıtasıyla elektrik jeneratörüyle birleştirilebilen elektrik türbinine enerji verir (4^5). Buhar daha sonra su veya hava ile soğutularak yoğunlaştırıcı içerisinde yoğunlaştırılır (5^1). Organik sıvı son olarak ön ısıtıcı ve buharlaştırıcıya pompalanır (1 ^2); böylelikle kapalı çember devresindeki işlemler dizisi sona erer.

Çalışma Sıvısının Seçilmesi

 

Düşük sıcaklıklarda ısı transfer verimsizliği önemli olduğundan, bu sıcaklıklardaki uygulamalarda kullanılacak çalışma sıvısının seçimi kritiktir. Bu tür verimsizlikler, büyük ölçüde sıvının termodinamik özellikleri ve çalışma koşullarına bağlıdır. Düşük kalitede ısı elde etmek için, sıvı genellikle sudan daha düşük kaynama seviyesine sahip olur. Sıvının bazı önemli özellikleri aşağıdaki gibidir:

  1. İzoentropik doymuş buhar enerjisi: Geleneksel Buhar Rankin Çevrimindeki gibi bir kızdırma yaklaşımı, sıcaklık alt seviyesi nedeniyle uygun değildir. Bu yüzden, buharlaştırıcı egzozunda gerçekleşen küçük bir kızdırma işlemi her zaman tercih edilecektir. Bu “ıslak” sıvılar için bir dezavantajdır (genişlemenin sonunda iki kademeli durumdaki gibi). Kuru sıvıların kullanılması halinde, rejeneratör kullanılmalıdır.
  2.  Donma alt noktası, yüksek kararlılıktaki sıcaklık: Suyun aksine, organik sıvılar yüksek sıcaklıklarda genellikle kimyasal bozulmalara ve ayrışmaya maruz kalır. Azami ısı kaynağı sıcaklığı, bu yüzden, çalışma sıvısının kimyasal kararlığıyla sınırlıdır. Donma noktası, çevrimdeki en düşük sıcaklık olmalıdır.
  3.  Yüksek buharlaşma ısısı ve yoğunluk: Gizli sıcaklığı ve yoğunluğu yüksek olan bir sıvı buharlaştırıcı içerisindeki kaynaktan daha fazla enerji emecektir. Dolayısıyla gereken akış hızı, tesis boyutu ve pompa tüketimi düşecektir.
  4. Düşük çevre tesiri: Hesaba katılacak ana parametreler Ozon tükenme potansiyeli (ODP) ve küresel ısınma potansiyelidir (GWP).
  5. Güvenlik: Sıvı, tahriş edici, yanıcı veya zehirli olmamalıdır. Sıvı tehlikelilik seviyesini belirlemek için ASHRAE soğutkanlar güvenlik sınıflandırması kullanılabilir.
  6. Kolay bulunabilirlik ve düşük maliyet.
  7. Uygun basınçlar.

 

ORÇ’nin Bazı Önemli Avantajları

 

Buhar türbin sistemlerine kıyasla, ORÇ bazı özel avantajlara sahiptir. Buhar türbini yüksek sıcaklık ve basınçta kullanıldığı için genellikle daha verimli olsa da ORÇ aşağıda belirtilen kendine has bazı özellikler nedeniyle birçok uygulamada tercih edilmektedir. Şekil 5, jeotermal uygulama esnasında iki sistemi şematik olarak göstermektedir.

Şekil 5 Buhar ve ORC Sistemleri

 

  1.  ORC’de sıcak kaynak türbinle temas halinde olmadığından, jeotermal sularda bulunabilecek kirletici maddelerin türbine zarar verme tehlikesi yoktur. Flaş buharının jeotermal kaynaktan doğrudan buhar türbinine geçmesi sebebiyle, bu tehlike buhar türbininde mevcuttur. Jeotermal sular temiz değilse bu durum tahribata yol açabilir. Türbin bıçaklarındaki hasar elbette daha yüksek bakım maliyetine sebep olur. Zira bu durumda bıçakların sık sık yenilenmesi gerekmektedir. ORC’de, türbin bıçaklarına temas eden buharın temiz çalışma sıvısının buharı olmasından ötürü, türbinin 20 yıldan fazla sorunsuz çalışması nadir değildir.
  2.  Ayrıca organik çalışma sıvısı buhar türbinindeyken yüksek moleküler ağırlığı olan bir maddedir. Daha küçük olan yüksek hızlı buhar molekülleri türbine yüksek hızla çarpar, dolayısıyla bıçakların tahribatına neden olur. Bu da türbinin bakım ve yenileme sıklığını ve toplam maliyeti artırır.
  3.  ORC daha düşük sıcaklık ve basınçlarda çalıştığı için bileşenlerdeki mekanik ve termal gerilim, buhar türbinine kıyasla daha düşüktür. Bu da bileşenlerin ömrünü artırır.
  4.  ORC daha düşük sıcaklık ve basınçlarda çalıştığı için çalışma alanında bir operatöre ihtiyaç yoktur. ORC personele gerek duymadan uzaktan kontrol edilip çalıştırılabilir. Bu da çalışma maliyetini ciddi şekilde azaltır.
  5. ORC’nin önemli bir avantajı da nominal enerjinin %10’u gibi kısmi yüklemelerde bile nispeten daha yüksek verimlilikle çalışabilmesidir. Bu, girdi ısısının sık devinim yaptığı bazı endüstriyel uygulamalarda ve ORC’nin buhar türbinlerine kıyasla daha uzun süre çalışabildiği Güneş- Termal uygulamalarda özellikle avantajlıdır. Zira bu tür uygulamalarda güneşin doğduğu sabahın erken saatlerinde çalışmaya başlayıp güneşin battığı akşamın geç saatlerine kadar işleyebilir.
  6.  Çalışma sıvısı su/buhar yerine kullanıldığından su kullanımı gerekli değildir. Ayrıca buhar sistemlerinde genellikle gerekli olan mineralsiz su veya diğer yardımcı sistemlere ihtiyaç yoktur. Dolayısıyla sistemin tamamının işletilmesi ve kontrolü daha kolaydır.
  7. ORC’de türbin, buhar türbinine kıyasla daha düşük bir hızla döner, bu da mekanik zorlanmayı azaltır. Ayrıca, aracı olarak devir düşürücü dişli sistemi ve bağlı parçaları yoluyla doğrudan türbinle jeneratör arasında bir bağ kurulmasına imkan tanır.
  8. ORÇ ile yüksek türbin verimliliği (%85’e varıncaya kadar) elde edilebilir.
  9.  Ek olarak, çalıştırma-durdurma işlemlerinin kolaylığı, otomatik/devamlı çalıştırılabilme, güvenli ve sessiz çalıştırma, sahaya yüksek uyumluluk (%98 ve fazlası nadir değildir) ve ciddi bakımlar olmaksızın geçen uzun ömür (20+ yıl) diğer avantajları arasındadır.
  10.  Üretilen enerjinin düşük MW aralığında olduğu özel durumlarda ORC’nin buhar türbini karşısında özel ekonomik avantajı bulunmaktadır. Zira buhar türbini ek olarak çevresel bir sistem gerektirmekte; bu sistem maliyete eklenmekte ve bu da ekonomik anlamda küçük boyutlarda olmamaktadır.

Devamı >>
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 | Tüm Hakları Akterm Mekanik Proje Taahhüt İnşaat ' a Aittir... | Designed by Marka C.A face twit en tr