EN
TR
Organik rankine çevriminin termo-ekonomik analizi ve optimizasyonu için açık kaynak kodlu yazılım geliştirilmesi
Öz
Organik Rankine çevrimi (ORC), atık ısı geri kazanımı ve jeotermal enerji uygulamalarında yaygın kullanılan bir güç çevrimidir. Özellikle jeotermal enerji gibi düşük ısı kaynaklı uygulamalarda elektrik üretimini mümkün kılmaktadır. ORC sistemlerinin tasarımı çeşitli mühendislik zorlukları içermektedir. Bu sebeple hesaplamalar bilgisayar ortamında gerçekleştirilmeli, kolaylıkla tekrarlanabilir ve teyit edilebilir olmalıdır. Bu alandaki çalışmalar mühendislik yazılımlarının geliştirilmesine ihtiyaç duymaktadır. Mühendislik yazılımlarının geliştirilmesi zaman ve maddi kaynak gerektirdiği için yazılım firmaları tarafından geliştirilen bu tür araçlar ticari olarak kullanıma sunulmaktadır. Çalışmada, kullanıcı grafik arayüzüne sahip, kaynak kodu herkesin kullanımına açık olan, herhangi bir platforma bağlı olmayan ve ücretsiz indirilip dağıtılabilen, eğitim amaçlı bir basit Organik Rankine çevrimi (ORC) hesaplayıcısı Python dili kullanılarak geliştirilmiştir. Geliştirilen yazılımın literatürdeki çalışmaların tasarım şartlarında çalıştırılmasıyla %10’un altında bir hata oranına ulaşılmıştır. Çalışma iki ana bölümden oluşmaktadır. İlk bölümde geliştirilen açık kaynaklı programdan bahsedilmiş olup. İkinci bölümde ise Pymoo açık-kaynaklı kütüphanesi kullanılarak çok amaçlı proses optimizasyonu çalışması yürütülmüştür. R245fa akışkanı için LCOE (Seviyelendirilmiş enerji maliyeti)- Wnet (Güç çıktısı) amaç fonksiyonları Tsup(Aşırı kızdırma sıcaklığı) ve ΔTpp,evap (Evaporatör pinch noktası sıcaklık farkı) parametrelerinin değişimine göre incelenmiştir. Ağırlık fonksiyonunun %30-%70; %50-%50; %70-%30 olması durumunda optimum ΔTpp,evap değerleri tespit edilmiştir. Bu çalışma sonucunda %50 minimum LCOE-%50 maksimum Wnet için optimum noktalar 79.8 oC türbin giriş sıcaklığı ve 6.84 oC ΔTpp, evap olarak tespit edilmiştir. Bu şartlarda 2213 kW net güce ulaşırken 0.07806 $/kWh LCOE değerine ulaşılmıştır.
Anahtar Kelimeler
Kaynakça
- [1] Hoang AT. “Waste heat recovery from diesel engines based on Organic Rankine Cycle”. Applied Energy, 231, 138-166, 2018.
- [2] Tchanche B. Heat conversion into power using small scale organic Rankine cycles. PhD Thesis, Athens University, Athens, Greece, 2010.
- [3] Yılmaz F. Güneş çanaklı organik rankine çevriminin Isparta şartlarında incelenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Süleyman Demirel Üniversitesi, Isparta, Türkiye, 2013.
- [4] Bao J, Zhao L. “A review of working fluid and expander selections for organic Rankine cycle”. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 24(1), 325-342, 2013.
- [5] Datla BV, Brasz JJ. “Comparing R1233zd And R245fa For LowTemperature ORC Applications”. 15th International Refrigeration and Air Conditioning Conference, Purdue, USA, 14-17 July 2014.
- [6] Sánchez D, Muñoz De Escalona JM, Monje B, Chacartegui R, Sánchez T. “Preliminary analysis of compound systems based on high temperature fuel cell, gas turbine and Organic Rankine Cycle”. Journal of Power Sources, 196(9), 4355-4363, 2021.
- [7] Peng Y, Lin X, Liu J, Su W, Zhou N. “Machine learning prediction of ORC performance based on properties of working fluid”. Applied Thermal Engineering, 195, 117-184, 2021.
- [8] Sun Q, Lin D, Khayatnezhad M, Taghavi M. “Investigation of phosphoric acid fuel cell, linear Fresnel solar reflector and Organic Rankine Cycle polygeneration energy system in different climatic conditions”. Process Safety and Environmental Protection, 147, 993-1008, 2021.
Ayrıntılar
Birincil Dil
Türkçe
Konular
Makine Mühendisliği (Diğer)
Bölüm
Araştırma Makalesi
Yayımlanma Tarihi
25 Ağustos 2025
Gönderilme Tarihi
21 Şubat 2024
Kabul Tarihi
21 Ekim 2024
Yayımlandığı Sayı
Yıl 2025 Cilt: 31 Sayı: 4
APA
Azdural, M. B., Kahraman, A., & Ata, S. (2025). Organik rankine çevriminin termo-ekonomik analizi ve optimizasyonu için açık kaynak kodlu yazılım geliştirilmesi. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 31(4), 588-600. https://izlik.org/JA95PS47XX
AMA
1.Azdural MB, Kahraman A, Ata S. Organik rankine çevriminin termo-ekonomik analizi ve optimizasyonu için açık kaynak kodlu yazılım geliştirilmesi. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2025;31(4):588-600. https://izlik.org/JA95PS47XX
Chicago
Azdural, Mehmet Berk, Ali Kahraman, ve Sadık Ata. 2025. “Organik rankine çevriminin termo-ekonomik analizi ve optimizasyonu için açık kaynak kodlu yazılım geliştirilmesi”. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 31 (4): 588-600. https://izlik.org/JA95PS47XX.
EndNote
Azdural MB, Kahraman A, Ata S (01 Ağustos 2025) Organik rankine çevriminin termo-ekonomik analizi ve optimizasyonu için açık kaynak kodlu yazılım geliştirilmesi. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 31 4 588–600.
IEEE
[1]M. B. Azdural, A. Kahraman, ve S. Ata, “Organik rankine çevriminin termo-ekonomik analizi ve optimizasyonu için açık kaynak kodlu yazılım geliştirilmesi”, Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, c. 31, sy 4, ss. 588–600, Ağu. 2025, [çevrimiçi]. Erişim adresi: https://izlik.org/JA95PS47XX
ISNAD
Azdural, Mehmet Berk - Kahraman, Ali - Ata, Sadık. “Organik rankine çevriminin termo-ekonomik analizi ve optimizasyonu için açık kaynak kodlu yazılım geliştirilmesi”. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 31/4 (01 Ağustos 2025): 588-600. https://izlik.org/JA95PS47XX.
JAMA
1.Azdural MB, Kahraman A, Ata S. Organik rankine çevriminin termo-ekonomik analizi ve optimizasyonu için açık kaynak kodlu yazılım geliştirilmesi. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2025;31:588–600.
MLA
Azdural, Mehmet Berk, vd. “Organik rankine çevriminin termo-ekonomik analizi ve optimizasyonu için açık kaynak kodlu yazılım geliştirilmesi”. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, c. 31, sy 4, Ağustos 2025, ss. 588-00, https://izlik.org/JA95PS47XX.
Vancouver
1.Mehmet Berk Azdural, Ali Kahraman, Sadık Ata. Organik rankine çevriminin termo-ekonomik analizi ve optimizasyonu için açık kaynak kodlu yazılım geliştirilmesi. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi [Internet]. 01 Ağustos 2025;31(4):588-600. Erişim adresi: https://izlik.org/JA95PS47XX