Bir entegre güneş kombine çevrim santrali fizibilite çalışması
An integrated solar combined cycle power plant feasibility study
Yazar: AHMET EMİN ŞENTÜRK
Danışman: YRD. DOÇ. DR. COŞKUN FIRAT
İstanbul Teknik Üniversitesi / Enerji Enstitüsü / Enerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Enerji = Energy

Özet:
Entegre güneş kombine çevrim (EGKÇ) sistemi yaklaşımı başlangıçta, bir parabolik oluk tipi güneş enerji (POTGE) santralinin modern kombine çevrim enerji santrali ile entegrasyonu şeklinde oluşmuştur. Bu yaklaşım ile, klasik enerji santrali ekipmanlarının etkin maliyeti azaltılabilir, işletme/bakım ve proje geliştirme maaliyetleri daha büyük bir santral fikrine yayılarak azaltılabilir ve potansiyel olarak güneş/elektrik dönüşüm verimliliği artırılabilir olmaktadır.
EGKÇ sistemi, güneş enerjisi dönüşümü için hem ekonomi hem de enerji bakımından umut vaad edici bir alternatiftir. Sistemin performansı, güneş enerjisi giriş yoğunluğuna ve güneş enerjisini kombine çevrime aktarma yöntemine sıkı bir şekilde bağlıdır.
Türkiye için güneşlenme süresi ve güneş enerjisi yoğunluğu göz önüne alınırsa, uygun bölgeler için Türkiye'de bir EGKÇ sistemi uygulaması gerçekçi ve enerji üretimi açısından faydalı olacaktır.
Bu tez çalışmasında, öncelikle Türkiye?nin güneş ışınımı açısından durumu incelenerek güneş enerjisi potansiyeli yüksek olan iller belirlenmiştir. Belirlenen illere gerekli ölçütler uygulanarak, yoğunlaştırıcılı ısıl güneş enerji (YGE) santrali kurulumu için en uygun il olarak, Konya belirlenmiştir. Konya ili özelinde daha önceden yapılmış olan çok ölçütlü karar analizi (ÇÖKA) kullanılmış ancak ölçütlerin kapsamı genişletilerek YGE santrali kurulumu için en uygun bölge olarak Karapınar ilçesi belirlenmiştir. EGKÇ sistemi ile olan uygunluğuna ve sahip olduğu özelliklere bağlı olarak YGE sistem tipi belirlenmiştir. YGE sistem tipinin bileşenleri kapsamında gerekli olan araştırma yapılarak sistem tasarımı gerçekleştirilmiştir. Daha sonra kombine çevrim santrali için kullanılacak yakıt tipi belirlenerek Karapınar bölgesinden yakıtın temin edilebileceği iletim hattı tespit edilmiştir. Bölgenin EGKÇ santrali için uygunluğu belirlendikten sonra örnek bir santralin toplam kapasitesi belirlenmiştir.
EGKÇ sistemi Yenilenebilir Enerji Kanunu ve Yeni Teşvik Sistemi kapsamında incelenerek santral kurulumu sırasında mevzuatta hakim olunması gereken kısımlar belirlenmiştir. Kanun kapsamında uygulanan teşvik unsurlarından hangi koşullarda yararlanılabileceği belirtilmiştir.
EGKÇ santrali ekonomik analizinden önce yapılması gereken güçlü ve zayıf yönler, fırsatlar ve tehditler (GZFT) analizi ile Konya ili ve Karapınar ilçesinin enerji yatırımları açısından mevcut ve gelecek durumu irdelenmiştir.
EGKÇ santrali ekonomik analizinde örnek bir sistem için ilk yatırım maliyeti, işletme ve bakım giderleri, yakıt giderleri ve elektrik üretiminden kaynaklanan gelirler belirlenerek santralin yatırımcıya geri dönüş süresi hesaplanmıştır. Daha sonra santralin ekonomik kullanım süresi boyunca net kazancı hesaplanmıştır. Son olarak ekonomik kullanım süresi boyunca POTGE sisteminin EGKÇ santrali net kazancı içerisindeki payı hesaplanarak kombine çevrim santrallerine yapabileceği katkı vurgulanmaktadır.

Abstract:
The integrated solar combined cycle system (ISCCS) was initially an approach in the form of integration of a parabolic trough solar power plant with a modern combined-cycle power plant.
With this approach, the cost of conventional power plant equipment can be reduced effectively, the cost of operation and maintenance and development of project can be reduced by leveraging them over a much larger plant and potentially, the solar-to-electric power conversion efficiency can be increased.
ISCCS is promising alternative both economy and energy for conversion of solar energy. The performance of the system is tightly linked to the intensity of solar energy input and the transfer method of solar energy to combined cycle.
Given the sunshine duration and solar energy intensity, an ISCCS application will be realistic and useful in the meaning of energy production in the suitable regions in Turkey.
In this thesis study, first the situation of Turkey was examined in terms of solar radiation and then the cities which have high potential for solar energy were determined. By applying the necessary criteria to the determined provinces, Konya is determined as the most suitable province for the installation of the concentrated solar thermal power (CSP) plants. In this study, in the case of the province of Konya, a multi-criteria decision analysis (MCDA) which has been previously accomplished for Konya, used, but the scope of the criteria for MCDA has broadened and the town Karapinar identified as the most appropriate area for the installation of a CSP plant. Subsequently, depending on the compliance with the ISCCS and its features, a certain type of CSP is determined. The design was carried out by completing the required research in terms of the components of the CSP system.
By examining the determined ISCCS in terms of the Renewable Energy Law and the New Incentive System, the parts of the legislation that need to be mastered during the installation, are determined. The conditions of the practiced incentive constituents to be utilized under the law are determined.
The current and future status of Konya province and Karapinar town are discussed in terms of energy investments by the strengths and weaknesses, opportunities and threats (SWOT) analysis which is to be done before the economic analysis of ISCCS.
In the economic analysis of the ISCCS, a payback period is calculated for a sample system by determining the initial investment costs, operating and maintenance costs, fuel costs and income from electricity production. Then the lifetime net profit of the plant is calculated. Finally, during the period of economic use, by calculating the share of the parabolic trough solar energy system profit of the net profit of ISCCS, its contribution to a combined-cycle power plants is emphasized.