Araştırma Makalesi

BİYOGAZ MOTORU ATIK ISISININ REKÜPERATÖRLÜ ORGANİK RANKİNE ÇEVRİMİ İLE GERİ KAZANIMINDA İŞ AKIŞKANI SEÇİMİ VE OPTİMİZASYONU

Cilt: 31 Sayı: 1 10 Nisan 2026
PDF İndir
TR EN

BİYOGAZ MOTORU ATIK ISISININ REKÜPERATÖRLÜ ORGANİK RANKİNE ÇEVRİMİ İLE GERİ KAZANIMINDA İŞ AKIŞKANI SEÇİMİ VE OPTİMİZASYONU

Öz

Bu çalışmada, birincil enerji kaynağını daha verimli kullanmak amacıyla biyogaz motoruna entegrasyonu önerilen reküperatifli bir Organik Rankine Çevrimi (ORC) sistemi analiz edilmektedir. İncelenen motor, Zonguldak katı atık sahasından toplanan biyogazla çalışan 1498 kW gücündeki bir gaz motorudur. Motorun 410 °C sıcaklığındaki egzoz gazıyla salınan ısıl enerji potansiyelinin tamamını en yüksek verimle elektriğe dönüştürebilecek ORC sistemi için en uygun iş akışkanı belirlenmekte ve optimum tasarım parametreleri ortaya konmaktadır. Önerilen reküperatifli ORC sisteminde ısı transferi aracı akışkanı olarak Therminol 66 kullanılmıştır. İş akışkanı adayı olarak doğal hidrokarbonlardan oluşan dört farklı organik iş akışkanı (n-Pentane, Toluene, n-Decane ve n-Dodecane) belirlenmiştir. Evaporatör girişindeki sıkışma noktası sıcaklığı 10 °C kabul edilerek, Termodinamiğin II. Yasasına ve uygulamada gerçekleştirilebilir işletme koşullarına uygun kızdırma sıcaklıkları tespit edilmiştir. Kızdırma sıcaklığı değişiminin her bir organik akışkan üzerindeki etkisi parametrik olarak incelenmiş ve optimum kızdırma sıcaklıkları bulunmuştur. Yapılan hesaplamalar, biyogaz motorunun atık ısı potansiyelinin 621,4 kW olduğunu ve bu potansiyelin optimum kızdırma sıcaklıklarında n-Pentane, Toluene, n-Decane ve nDodecane iş akışkanları için sırasıyla 120,3 kW, 125,8 kW, 139,5 kW ve 138,2 kW net elektrik üretimine dönüştürülebileceğini göstermiştir. En uygun iş akışkanı olarak termodinamik açıdan n-Decane, uygulamada işletme kolaylığı açısından Toluene olduğu belirlenmiştir.

Anahtar Kelimeler

Etik Beyan

Bu çalışma için etik kurul onayına gerek yoktur.

Kaynakça

  1. Akkurt, F. (2020) Düşük sıcaklıkta jeotermal enerji̇ kaynaklı organi̇k ranki̇ne çevri̇m si̇stemi̇ni̇n enerji̇ ve ekserji anali̇zi̇, Uludağ University Journal of The Faculty of Engineering, 25(2) 729–742, doi: 10.17482/uumfd.624475
  2. Akkurt, F. ve Kaçanoğlu, E. (2021) Konya ili atmosferik şartlarında güneş enerjisi destekli jeotermal kaynaklı organik Rankine çevrimi sisteminin termodinamik analizi, Uludağ University Journal of The Faculty of Engineering, 26(2), 649–660, doi: 10.17482/uumfd.897340
  3. Akman, M. ve Ergin, S. (2025) Performance optimization of ORC-based waste heat recovery system integrated with marine engine using alternative fuels under different operating conditions, Thermal Science and Engineering Progress, 66, 104084, doi: 10.1016/j.tsep.2025.104084
  4. Bellos, E. (2024) A review of organic Rankine cycles with partial evaporation and dual-phase expansion, Sustainable Energy Technologies and Assessments, 72, 104059, doi: 10.1016/J.SETA.2024.104059
  5. Bellos, E. (2025a) A detailed analysis of waste heat recovery organic Rankine cycle with partial evaporation and different working fluids, Applied Thermal Engineering, 263, 125410, doi: 10.1016/J.APPLTHERMALENG.2025.125410
  6. Bellos, E. (2025b) A benchmark comparative thermodynamic investigation of different organic Rankine cycle architectures, Next Energy, 8, 100331, doi: 10.1016/j.nxener.2025.100331
  7. Benato, A. ve Macor, A. (2017) Biogas Engine Waste Heat Recovery Using Organic Rankine Cycle, Energies, 10 (3), 327, doi: 10.3390/en10030327
  8. Detchusananard, T., Taweekayujan, S., Prasertcharoensuk, P., Chen, Y.S. ve Arpornwichanop, A. (2025) Synergy between a methanol reforming process, fuel cell, and organic Rankine cycle: Multi-objective optimization of a next-generation energy system, Journal of Cleaner Production, 505, 145365, doi: 10.1016/j.jclepro.2025.145365

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

Makine Mühendisliği (Diğer)

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yayımlanma Tarihi

10 Nisan 2026

Gönderilme Tarihi

25 Aralık 2025

Kabul Tarihi

20 Şubat 2026

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2026 Cilt: 31 Sayı: 1

Kaynak Göster

APA
Topal, H. İ. (2026). BİYOGAZ MOTORU ATIK ISISININ REKÜPERATÖRLÜ ORGANİK RANKİNE ÇEVRİMİ İLE GERİ KAZANIMINDA İŞ AKIŞKANI SEÇİMİ VE OPTİMİZASYONU. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, 31(1), 41-60. https://doi.org/10.17482/uumfd.1849107
AMA
1.Topal Hİ. BİYOGAZ MOTORU ATIK ISISININ REKÜPERATÖRLÜ ORGANİK RANKİNE ÇEVRİMİ İLE GERİ KAZANIMINDA İŞ AKIŞKANI SEÇİMİ VE OPTİMİZASYONU. UUJFE. 2026;31(1):41-60. doi:10.17482/uumfd.1849107
Chicago
Topal, Halil İbrahim. 2026. “BİYOGAZ MOTORU ATIK ISISININ REKÜPERATÖRLÜ ORGANİK RANKİNE ÇEVRİMİ İLE GERİ KAZANIMINDA İŞ AKIŞKANI SEÇİMİ VE OPTİMİZASYONU”. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi 31 (1): 41-60. https://doi.org/10.17482/uumfd.1849107.
EndNote
Topal Hİ (01 Nisan 2026) BİYOGAZ MOTORU ATIK ISISININ REKÜPERATÖRLÜ ORGANİK RANKİNE ÇEVRİMİ İLE GERİ KAZANIMINDA İŞ AKIŞKANI SEÇİMİ VE OPTİMİZASYONU. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi 31 1 41–60.
IEEE
[1]H. İ. Topal, “BİYOGAZ MOTORU ATIK ISISININ REKÜPERATÖRLÜ ORGANİK RANKİNE ÇEVRİMİ İLE GERİ KAZANIMINDA İŞ AKIŞKANI SEÇİMİ VE OPTİMİZASYONU”, UUJFE, c. 31, sy 1, ss. 41–60, Nis. 2026, doi: 10.17482/uumfd.1849107.
ISNAD
Topal, Halil İbrahim. “BİYOGAZ MOTORU ATIK ISISININ REKÜPERATÖRLÜ ORGANİK RANKİNE ÇEVRİMİ İLE GERİ KAZANIMINDA İŞ AKIŞKANI SEÇİMİ VE OPTİMİZASYONU”. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi 31/1 (01 Nisan 2026): 41-60. https://doi.org/10.17482/uumfd.1849107.
JAMA
1.Topal Hİ. BİYOGAZ MOTORU ATIK ISISININ REKÜPERATÖRLÜ ORGANİK RANKİNE ÇEVRİMİ İLE GERİ KAZANIMINDA İŞ AKIŞKANI SEÇİMİ VE OPTİMİZASYONU. UUJFE. 2026;31:41–60.
MLA
Topal, Halil İbrahim. “BİYOGAZ MOTORU ATIK ISISININ REKÜPERATÖRLÜ ORGANİK RANKİNE ÇEVRİMİ İLE GERİ KAZANIMINDA İŞ AKIŞKANI SEÇİMİ VE OPTİMİZASYONU”. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, c. 31, sy 1, Nisan 2026, ss. 41-60, doi:10.17482/uumfd.1849107.
Vancouver
1.Halil İbrahim Topal. BİYOGAZ MOTORU ATIK ISISININ REKÜPERATÖRLÜ ORGANİK RANKİNE ÇEVRİMİ İLE GERİ KAZANIMINDA İŞ AKIŞKANI SEÇİMİ VE OPTİMİZASYONU. UUJFE. 01 Nisan 2026;31(1):41-60. doi:10.17482/uumfd.1849107

DUYURU:

30.03.2021- Nisan 2021 (26/1) sayımızdan itibaren TR-Dizin yeni kuralları gereği, dergimizde basılacak makalelerde, ilk gönderim aşamasında Telif Hakkı Formu yanısıra, Çıkar Çatışması Bildirim Formu ve Yazar Katkısı Bildirim Formu da tüm yazarlarca imzalanarak gönderilmelidir. Yayınlanacak makalelerde de makale metni içinde "Çıkar Çatışması" ve "Yazar Katkısı" bölümleri yer alacaktır. İlk gönderim aşamasında doldurulması gereken yeni formlara "Yazım Kuralları" ve "Makale Gönderim Süreci" sayfalarımızdan ulaşılabilir. (Değerlendirme süreci bu tarihten önce tamamlanıp basımı bekleyen makalelerin yanısıra değerlendirme süreci devam eden makaleler için, yazarlar tarafından ilgili formlar doldurularak sisteme yüklenmelidir).  Makale şablonları da, bu değişiklik doğrultusunda güncellenmiştir. Tüm yazarlarımıza önemle duyurulur.

Bursa Uludağ Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi Dekanlığı, Görükle Kampüsü, Nilüfer, 16059 Bursa. Tel: (224) 294 1907, Faks: (224) 294 1903, e-posta: mmfd@uludag.edu.tr