Abstract

In this study, tri generation system which is one of the in place energy generation methods is analyzed thermodynamically by using EES (Engineering Equation Solve) software. The electricity capacity, exergy losses, and exergy efficiency was calculated which of the case study of consuming of 1000 m3 natural gas. In the pre-determined conditions, it is calculated that a trigeneration system which consumes 1000 m3 of natural gas per month has a capacity of generating the electrical energy of 3.018 kW, heating capacity of 10.12 kW and cooling capacity of 6.574 kW. It is calculated that such a trigeneration system which has such capacities of production has a thermal efficiency of 24%, COP of 0.68 and total exergy loss of 8.49 kW. The total loss of exergy at each system component has a percentage of; 28% at the boiler, 24% at the condenser I, 14% at the absorber, 12% at the generator 11% at the condenser II, 11% at the evaporator and 2% at the turbine respectively. These results that are obtained have shown resemblance with the results that have been published previously.

Keywords

• In Place Energy Generation
• Tri-generation Systems
• Thermodynamic Analysis

Doğalgaz Kullanılan Bir Trijenerasyon Sisteminin Enerji ve Ekserji Analizi

Abstract

Bu çalışmada, yerinde enerji üretimi yöntemlerinden olan trijenerasyon sisteminin EES (Engineering Equation Solve) yazılımı kullanılarak enerji ve ekserji analizi yapılmıştır. Tasarlanan trijenerasyon sisteminde aylık 1000 m3 doğal gaz kullanılması durumu için sistemin üretim kapasiteleri, ekserji yıkımları ve her bir elemanın ekserji verimleri hesap edilmiştir. Belirlenen çalışma şartlarında aylık 1000 m3 doğal gaz tüketen trijenerasyon sisteminin elektrik üretimi 3.018 kW, ısıtma kapasitesi 10.12 kW ve soğutma kapasitesi 6.574 kW olduğu hesap edilmiştir. Bu kapasitelerde üretim yapabilen trijenerasyon sisteminin ısıl verimin %24, COP’nin 0.68 ve toplam ekserji yokoluşunun 8.49 kW olduğu belirlenmiştir. Sistemin elemanlarının toplam yok olan ekserjideki payının sırasıyla kazanda %28, kondenser I’de %24, absorberde %14, generatörde %12, kondenser II’de %11 evaporatörde %9 ve türbinde %2 olduğu hesap edilmiştir. Elde edilen bu sonuçların literatürdeki benzer hesaplamalarda elde edilen bulgulara yakın olduğu belirlenmiştir.

Keywords

• Yerinde Enerji Üretimi
• Trijenerasyon Sistemi
• Termodinamik analiz

References

1. Köksal, B., (2006). Türkiye’nin Enerji Politikası İçerisinde Bilesik Isı-Güç Üretiminin Yeri. Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 140s, İstanbul.
2. Önal, E., Yarbay, Z., (2010). Türkiye’de Yenilenebilir Enerji Kaynakları Potansiyeli ve Geleceği. İstanbul Ticaret Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 18, 77-96.
3. İskender, S., (2005). Türkiye’de ve Dünyada Enerji & Nükleer Enerji Gerçeği. 245s, Tütev Yayınları, Ankara.
4. Aydemir, M.O., (2010). Dünyadaki Gelişmeler Işığında Türkiye’nin Enerji Kaynaklarının Güncel Bir Değerlendirmesi. Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 138s, Ankara.
5. Doğan, M. (2001). Sanayileşme ve Çevre Sorunları. Yeni ve Yenilenebilir Enerji Kaynakları Sempozyumu, 12-13 Ekim 2001, TMMOB, Kayseri, 245-251.
6. Akpinar, A., Komurcu, M. I., Kankal, M., Ozolcer, I.H., & Kaygusuz, K., (2007). Energy Situation and Renewables in Turkey and Environmental Effects of Energy Use. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 12, 2013–39.
7. Biçer, T., (2009). Elektrik Güç Sistemleri ve Kayıpları. Dumlupınar Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 133s, Kütahya.
8. Küçüköner, C., (2016). Elektrik Dağıtım Şebekelerinde Kayıp Tahmin Yöntemleri ve Kayıpların Hesabı. Fırat Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 115s, Elazığ.

9. Alkan, A., (2016). Yenilenebilir Hibrit Enerji Kaynakları ile Beslenen Akıllı Enerji Depolama ve Yönetim Sistemi. Kocaeli Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 160s, Kocaeli.
10. Ilık, A., (2012). Trijenerasyon Sistemlerinin Enerji ve Ekserji Analizi, Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 113s, Isparta.
11. Özdemir, N., 2011. Çekmeköy İlçesi Toplu Konut Bölgeleri için Kojenerasyon Sistemlerinin Analizi. Atatürk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, 155s, Erzurum.
12. Ekinci, A., 2013. Erzurum Kampüs Hastanesine Uygulanacak Trijenerasyon Sisteminin Fizibilitesi. Atatürk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, 156s, Erzurum.
13. Yazman, E., 2015. 0, 4 MW Trijenerasyon Sisteminin Modellenmesi, Motor Seçimi ve Verim Analizleri. Akdeniz Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 99s, Antalya.
14. Çengel Y.A, Boles M.A. (2007). Mühendislik Yaklaşımıyla Termodinamik. Güven Bilimsel Yayınevi. 864s İzmir, Türkiye.
15. Bejan, A. (1997). Advanced Engineering Thermodynamics, John Wiley and Sons, New York.
16. Bejan, A. (2002). Fundamentals of Exergy Analysis Entropy Generation Minimization and The Generation of Flow Architecture, International Journal of Energy Research, 26(2002), 545-565.
17. Yiğit, F., (2018) Ev tipi uygulamalarda kullanılabilecek birleşik güç, soğutma ve ısıtma sisteminin uygulanabilirliğinin araştırılması ve termodinamik analizi. Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 95s, Isparta.