Kombine flaş ikili jeotermal santrali ve entegre hidrojen üretim sisteminin yaşam döngü maliyet analizi
Öz
çalışmanın amacı, hidrojen üretiminde jeotermal enerjinin kullanımı için
bilgisayar ortamında termodinamik olarak modellenen bir sistemin kapsamlı bir
şekilde termodinamik ve ekonomik yöntemler yardımıyla incelenmesi, optimize
edilmesi ve yaşam döngü maliyet analizinin yapılmasıdır. Bu çalışmada sıvı bir
jeotermal kaynak elektrik üretimlinde kullanılmış ve bu elektrik elektroliz
ünitesinde suyun hidrojen ve oksijene parçalanmasında, iş girdisi olarak
kullanılmıştır. Gerekli termodinamik kabuller yapılarak, sistem bilgisayar
ortamında bir simülasyon programıyla çalıştırıldığında jeotermal güç
çevriminden elde edilen maksimum net iş 8063 kW’tır. Üretilen bu elektriğin
birim enerji maliyeti 0,0107 $/kWh. Üretilen elektriğin doğrudan elektroliz
ünitesinde hidrojen üretilmesi için kullanılması ile sistemden üretilen
hidrojenin debisi 0,053 kg/s olarak hesaplanmıştır. Üretilen hidrojenin birim
maliyeti ise 2.767 $/kg H2 olarak hesaplanmıştır. Sistemin yaşam
döngü maliyet analizi sonucunda, Net Bugünkü Değeri (NPV) 35.340.000 $ olarak
hesaplanmıştır. Levelize edilmiş yıllık maliyet metodu ile seviyelendirilmiş
yıllık maliyeti ise (LAC) 3.395.000 $/yr olarak hesaplanmıştır. Sistemin basit
geri ödeme süresi (Nsbp) 4.047 yıl olarak hesaplanmıştır.
İndirgenmiş geri ödeme süresi ise (Ndbp) 5.442 yıl olarak
hesaplanmıştır.
Anahtar Kelimeler
Jeotermal enerji hidrojen üretimi termodinamik analiz yaşam döngü maliyet analizi
Kaynakça
- 1. Bilgili, Muhittin, and Mecit Sivrioğlu. PEM yakit pilinin değişik membran elektrot çifti kalinliklarinda ve farkli çalişma basinci koşullarinda üç boyutlu sayisal analizi. Journal of the Faculty of Engineering & Architecture of Gazi University 31(1), 51-63, 2016.
- 2. Willard, W. Pulkrabek. Engineering fundamentals of the internal combustion engine. Editorial Prentice Hall. New Jersey (2004).
- 3. Koçer, Abbas Alpaslan, and Murat Öztürk. Elektrik ve hidrojen üretimi için entegre sisteminin termodinamik analizi. Engineer & the Machinery Magazine 57.681, 2016.
- 4. Yilmaz, C., Kanoğlu, M., & Bolattürk, A. Jeotermal Enerji İle Hidrojen Üretilmesi Ve Sivilaştirilmasi. X. Ulusal Tesisat Mühendisliği Kongresi – İzmir 13/16 Nisan 2011.
- 5. Dhillon, Balbir S. Life cycle costing for engineers. CRC Press, 2009.
- 6. Yunus A. Cengel, Michael A. Boles. Thermodynamics: An Engineering Approach (Mechanical Engineering) 8th Edition. McGraw-Hill Education; 8 edition (January 7, 2014)
- 7. Atılgan A.İ and Türkmen U., Farklı akışkanlarda değişken soğutucu akışkan debili (vrf) sistemin ekserji ve termoekonomik analizlerinin karşılaştırılması, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 32 (2), 343-353, 2017.
- 8. Yilmaz, Ceyhun, and Mehmet Kanoglu. Thermodynamic evaluation of geothermal energy powered hydrogen production by PEM water electrolysis. Energy 69 (2014): 592-602.
- 9. Özyonar F. and Karagözoğlu B., İçme sularindan elektrokoagülasyon ve kimyasal koagülasyon ile bulanikliğin giderimi, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 27 (1), 81-89, 2012.
- 10. Bejan, Adrian, and George Tsatsaronis. Thermal design and optimization. John Wiley & Sons, 1996.
- 11. Aspen PlusV8.4., 2015. Engineering Economic Analysis Library (Based on 01 January).
- 12. F-Chart Software, 2015. EES, engineering equation solver. In: F-Chart Software, Inter-net Website, www.fchart.com/ees/ees.shtml.
Ayrıntılar
| Birincil Dil | Türkçe |
|---|---|
| Konular | Mühendislik |
| Bölüm | Makaleler |
| Yazarlar | |
| Yayımlanma Tarihi | 25 Ekim 2019 |
| Gönderilme Tarihi | 9 Ağustos 2017 |
| Kabul Tarihi | 8 Ağustos 2019 |
| Yayımlandığı Sayı | Yıl 2020 |