Jeotermal güç üretim sisteminin ileri ekserji ve ekserjoekonomik yöntemler kullanılarak performans analizinin araştırılması
Investigation of performance analysis of a geothermal power plant using advanced exergy and exergoeconomic methods
Yazar: ERTAN TÜRK
Danışman: DOÇ. DR. ALİ KEÇEBAŞ
Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Enerji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Enerji = Energy ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Jeotermal enerji yeryüzü derinliklerinde bulunması sebebiyle dünya çapında en az dikkati çeken yenilenebilir enerji kaynağıdır. Ancak dış hava koşullarından etkilenmemesi ve Türkiye gibi jeotermal enerjisi bol olan ülkelerin yerli enerji kaynağı olması araştırmacıların yoğun bir şekilde ilgilerini çekmektedir. Bu çalışmada gerçek işletilen bir ikili jeotermal elektrik santralini termodinamik ve ekonomik bakış açılarından değerlendirmek için geleneksel ekserji ve ekserjoekonomik analiz ve ileri ekserji ve ekserjoekonomik analizler kullanılmıştır. Geleneksel ekserji analizinde santralin ekserji verimi % 39,1 olarak bulunmuştur. Böylece iyileştirilmesi öncelikli ekipmanlar sırasıyla kondenser 2, buharlaştırıcı 2, kondenser 1, pompa 1 ve pompa 2'dir.  İleri ekserji analizine göre santral üzerinde yapılabilecek optimum iyileştirmeler sayesinde değiştirilmiş ekserji verimi %43'e yükseltilebilecektir. Gerçek iyileştirme potansiyeli en yüksek ekipmanlar dizilendiğinde kondenser 2, kondenser 1, buharlaştırıcı 2, buharlaştırıcı 1 ve türbin 2 ekipmanları şeklindedir. Uzun süre elektrik üretimi için bahsedilen ekipmanların iyi koruma önlemleri alınmalıdır. Geleneksel ekserjoekonomik analizine göre santralin ürettiği elektriğin birim ekserji maliyeti 0,0243 $/kWh'dır. Santralin 1218,4 $/h'lik toplam işletme maliyetinin %42'si ekserji yıkım maliyeti ve geri kalan %58'i ise yatırım maliyetinden oluşmaktadır. Geleneksel ve ileri ekserjoekonomik analizlerine göre santralin ekserjoekonomik faktörü %58 ve %61'dir. İlk analiz için iyileştirme potansiyeli en yüksek ekipmanlar, kondenser 2, kondenser 1, pompa 1 ve pompa 2 sırasında iken sonraki için kondenser 2, kondenser 1, buharlaştırıcı 1 ve ön ısıtıcı 2 sırasındadır. Böylece ileri analizler geleneksel analizlerden daha nitelikli sonuçlar vermiştir. Bu gelişme net elektrik üretiminde %36,5 artış, toplam işletme maliyetinde %33,2'lik ve elektrik maliyetinde %11'lik düşüş sağlayacaktır.

Abstract:
Geothermal energy is one of the world's least remarkable renewable energy resources because it is located in depths of the earth. However, due to the fact that it is not influenced by weather conditions and geothermal energy is source of domestic energy, it intensely attracts the researchers. In this study, the conventional exergy and exergoeconomic analyses and the advanced exergy and exergoeconomic analyses are used to evaluate a binary operated geothermal power plant from a thermodynamic and economic point of view. The exergy efficiency of the plant is found to be 39.1% in the conventional exergy analysis. Thus, primary equipment for improvement is, respectively, the condenser 2, vaporizer 2, condenser 1, pump 1 and pump 2. According to the advanced exergy analysis, modified exergy efficiency can be increased to 43% due to optimum improvements on the plant. The equipment with highest potential for improvement is arranged in the condenser 2, condenser 1, vaporizer 2, vaporizer 1 and turbine 2. For long-term electrical production, good protection measures of the equipment should be taken. According to the conventional exergoeconomic analysis, unit exergy cost of electricity generated by the plant is 0,0243 $/kWh. 42% of total operating cost of 1218.4 $/h is composed of the exergy destruction cost and remaining 58% is the investment cost. According to the conventional and advanced exergoeconomic analyses, exergoeconomic factors of the plant is 58% and 61%, respectively. In the first analysis, the equipment with greatest potential for improvement is in the condenser 2, condenser 1, pump 1 and pump 2 while in the latter they are in the condenser 2, condenser 1, evaporator 1 and preheater 2. Thus, advanced analyzes yield better results than conventional analyzes. This development will result in a 36.5% increase in net electricity production, and a 33.2% and 11% decreases in total operating cost and electricity cost, respectively.