Trijenerasyon sistemlerinin enerji, ekonomik ve çevresel analizi
Analysis of trigeneration systems in terms of energy, environment and economics
Yazar: AHMET SERHAN HERGÜL
Danışman: PROF. DR. DURMUŞ KAYA
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering ; Enerji = Energy ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Isı enerjisi = Heat energy ; Kojenerasyon = Cogeneration ; Termal verimlilik = Thermal efficiency

Özet:
Enerji üretim sistemleri incelendiğinde fosil yakıtlar ile çalışan geleneksel güç santralleri yakıt enerjisinin yalnızca üçte birini faydalı işe dönüştürebilmekte ve geriye kalan üçte ikisini düşük sıcaklıktaki ısı kuyusuna atmaktadırlar. Endüstriyel işletmelerin büyük bölümünde enerji ihtiyacı ayrık olarak karşılanmaktadır. Ayrık üretim nedeniyle sistemlerin toplam verimleri düşmekte ve enerji kayıpları meydana gelmektedir. Kurulacak santralde elektrik üretimi için gaz motoru kullanan ve motor ceket soğutma suyu ile egzoz gazlarını kullanan bir trijenerasyon sistemi önerilmektedir. Bu tezde, elektrik ihtiyacını tamamen şebekeden sağlayan, buhar ihtiyacını ise doğalgaz yakıtlı kazanlardan sağlayan endüstriyel bir tesise trijenerasyon sistemi kurulması durumu için enerji, çevre ve ekonomik analizi yapılmıştır. Tasarımın birinci önceliği sistemin elektrik talebinin belirlenmesi olup daha sonra, termal enerji ihtiyaçları belirlenmiştir. Yapılan çalışmada gaz motorunun termal enerji veriminin hesaplanması ile başlanarak enerji analizleri yapılmış ve tasarlanan sistemin fizibilitesi hazırlanmıştır. Söz konusu işletmenin mevcut durumda 57,6 milyon kWh yıllık elektrik tüketimi, 28,9 milyon kWh ısı ve 20,4 milyon kWh soğutma ihtiyacı bulunmaktadır. Önerilen trijenerasyon sistemi ile yılda 850.000 € tasarruf sağlanarak, yılda 50,7 milyon kWh elektrik, 28,6 milyon kWh termal üretim gerçekleştirilecek ayrıca 9,9 milyon kg karbondioksit ise daha az salınacaktır. Yapılan çalışmanın sonuçları incelendiğinde ve literatür verileri ışığında, %12,96 birincil enerji tasarrufu sağlandığı görülmüş ve elde edilen sonuçlar ile tasarruf potansiyeli ortaya konulmuştur.

Abstract:
When studied the traditional energy production power plants consuming fossil fuels can only convert one-third of fuel energy into useful work. The remaining two thirds of low temperature thermal energy convecting low temperature sink reservoir. The need for energy in the most of the industrial enterprises is supplied discrete. Due to discrete energy production, the total efficiency of the power system is reduced and inclined power losses. The plant consist of a gas engine based trigeneration system that uses both engine jacket water and engine exhaust gases. In this thesis, for an industrial facility which provides electrical needs completely from the circuit and steam needs of the system with natural gas fired boilers systems' energy, environmental and economic analysis was performed. The first priority is estimation of electrical demand for the system. Afterwards thermal demands identified. In this study, making energy analysis started with calculation of gas engines thermal efficiencies then prepared feasibility analysis of the implemented system. In the current situation, the system needs 57.6 million kWh of annual electricity consumption, 28.9 million kWh heat and 20.4 million kWh of cooling per year. With the proposed trigeneration system 850.000 € savings, 50.7 million kWh electricity, 28.6 million kWh thermal production will be achieved. In addition, 9.9 million kg less carbon dioxide will be released. When the results of the studies examined and comparison with literature data, 12.96% primary energy savings achieved and results obtained have revealed energy saving potential.