Bir Savaş Gemisinde S-CO2 Çevriminin Enerji Verimliliğine Etkisinin İncelenmesi

Yıl 2023, Cilt: 1 Sayı: 43, 179 - 189, 02.05.2023

Arif Emre Özgür , Mustafa Utku Özgür , Volkan Ceylan

https://doi.org/10.17134/khosbd.1115287

Öz

Bu çalışmada, MİLGEM Projesi kapsamında üretilen, korvet gemilerinin güç tahrik sistemlerinden çıkan atık ısısından, bir S-CO2 çevrimi ile elektrik enerjisi üretilmesi incelenmiştir. Güç sistemlerinin verilerinden yola çıkılarak, bir termodinamik model oluşturulmuştur. Modelin çözümü, belirli kabuller yapılarak, bir bilgisayar yazılımı ile geçekleştirilmiştir. Sistem verimindeki iyileşme ve üretilen gücün, gemi jeneratörlerinin kapasitelerine oranı belirlenmiştir. S-CO2 sistemi ile 6.3 MW güç üretebileceği ve %33.3 ısıl verim değerlerine ulaşılabileceği gösterilmiştir. S-CO2 sistemi, geminin sahip olduğu 4 dizel jeneratörden daha fazla elektriksel güç üretebileceği belirlenmiştir. Savaş gemileri özelinde, S-CO2 çevrimlerinin performansını inceleyen bir çalışma literatürde mevcut değildir.

Anahtar Kelimeler

S-CO2, Savaş Gemisi, enerji, verim

Kaynakça

• Abuşoğlu A. ve Kanoğlu M. (2009). Dizel Motorlu Kojenerasyon Sistemlerinin Emisyon Özelliklerinin İncelenmesi. Isı Bilimi ve Tekniği Dergisi, 29 (1), 45-53.
• Ancona, M.A., Bianchi, M., Branchini, L., De Pascale, A., Melino, F., Peretto, A. and Torricelli, N. (2021). Systematic Comparison of ORC and s-CO2 Combined Heat and Power Plants for Energy Harvesting in Industrial Gas Turbines. Energies, 14, 3402. https://doi.org/10.3390/en14123402
• Bayram D. ve Heperkan H. (2012). Gemilerde Baca Gazı Kaynaklı Isıl İzin Sayısal Modellemesi. Sigma Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi, 30, 292-302.
• Ergin S., Paralı Y. (2010). Savaş Gemilerinde Egzos Gazları ve Gemi Üst Yapısı Etkileşiminin Sayısal Olarak İncelenmesi. Gemi ve Deniz Teknolojisi Dergisi, 185, 4-9.
• Klein S.A. (2021). Engineering Equation Solver, Academic Commercial V10.836-3D. Fchart Software.
• Span R. and Wagner W. (1996). A New Equation of State for Carbon Dioxide Covering the Fluid Region From the Triple-Point Temperature to 1100 K at Pressures up to 800 MPa. Journal of Physical and Chemical Reference Data, 25, 6, 1509.
• Tatar V. ve Özer M.B. (2018). The Impacts of CO2 Emissions From Maritime Transport on the Environment and Climate Change. International Journal of Environmental Trends, 2 (1), 5-24.
• Wright S.A., Davidson C.S. and Husa C. (2018). Off-Design Performance Modeling Results for a Supercritical CO2 Waste Heat Recovery Power System, The 6th International Supercritical CO2 Power Cycles Symposium, March 27 - 29, Pittsburgh, Pennsylvania.
• Dostal V., Driscoll M.J. and Hejzlar P. (2004). Supercritical Carbon Dioxide Cycle for Next Generation Nuclear Reactors. (Doctor of Science). Massachusetts Institute of Technology, Advanced Nuclear Power Technology Program, Annual and Progress Report, MIT-ANP-TR-100.
• Mehmet, F. (2018). Ada Sınıfı Korvet. https://www.defenceturk.net/ada-sinifi-korvet
• Geaviation (2022a). Gaz Türbini Motoru, 16.03.2022 tarihinde https://www.geaviation.com/marine/engines/military/lm2500-plus-g4 adresinden alınmıştır.
• Geaviation (2022b). Gaz Türbini Motoru Kataloğu, 16.03.2022 tarihinde https://www.geaviation.com/sites/default/files/datasheet-lm2500plusg4.pdf adresinden alınmıştır.
• MGM (2022). Deniz Suyu Sıcaklıklarının İstatistikleri. 15.03.2022 tarihinde https://www.mgm.gov.tr/FILES/Haberler/2018/MGMDenizSuyu.pdf adresinden alınmıştır.
• MTU (2022). Roll Roce Dizel Motor Kataloğu, 15.03.2022 tarihinde https://www.mtu-solutions.com/content/dam/mtu/products/power-generation/diesel/50-hz/mtu-4000-ds_1600-4000-
• kva/32311381_MTU_spec_20V4000DS4000_3E_NEA_50Hz.pdf/_jcr_content/renditions/original./32311381_MTU_spec_20V4000DS4000_3E_NEA_50Hz.pdf adresinden alınmıştır.
• STM (2022), 16.03.2022 tarihinde https://www.stm.com.tr/tr/cozumlerimiz/deniz-projeleri/ada-sinifi-korvet adresinden alınmıştır.