Güneş enerjisi destekli kömür güç santralinin enerji, ekonomik ve çevresel analizi:Türkiye ve Nijer örneği
Energy, economic and environmental analysis of solar-aided coal-fired power plant: The case of Turkey and Niger
Yazar: SEYNI YOUNOUSSI SAIDOU
Danışman: PROF. DR. GAMZE GENÇ
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Enerji = Energy ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Enerji santralleri = Power plants ; Güneş enerjisi santrali = Solar energy plant ; Hibrit enerji = Hybrid energy ; Termal enerji = Thermal energy ; Termik santraller = Thermal power plants ; Yaşam dönem maliyeti = Life cycle cost ; Çevresel sürdürülebilirlik = Sustainable environment

Özet:
Sunulan tez çalışmasında, güneş destekli kömür yakıtlı bir güç santralinin tekno-ekonomik uygulanabilirliğini belirlemek için 330 MW kapasiteli santralin enerji, ekonomik ve çevresel analizleri yapıldı. Güneş enerjisinin doğası gereği iklimin ve meteorolojik koşulların sistemin performansına etkisini araştırmak için Türkiye ve Nijer ülkelerinde hali hazırda kömür santrallerinin bulunduğu Çanakkale ve Agadez şehirleri için analizler yapılmıştır. Güneş enerjisini toplamak için parabolik oluklu güneş kolektörlerinin olduğu güneş alanı kömür santraline entegre edilmiştir. Ele alınan sistemde güneş enerjisi kazandan önce, ilk yüksek basınçlı besleme suyu ısıtıcısından hemen sonra güneş enerjisi ön ısıtıcısı aracılığıyla kullanılmaktadır. Bu çalışmada besleme suyu ısıtıcısının yer değiştirmesi olmadığından tesisin tamamen yakıt tasarrufu modunda çalışacağını belirtmek gerekir. Çalışmadan elde edilen sonuçlara göre Türkiye ve Nijer'de güneşten elde edilen enerji üretimi sırasıyla 168 ve 208 GWh olmuştur ve bu değerlere karşılık yıllık elektrik üretimindeki ortalama payları yaklaşık %12 ve 15'tir. Güneşten elde edilen enerjinin sayesinde yıllık kömür tüketiminde Çanakkale'de 107.8 kton ve Agadez'de 135.7 kton tasarruf sağlanmıştır ve bunun sonucunda engellenen CO2 salınım miktarları ise 303 ve 381 kton olmuştur. Ayrıca hibrit sistemde güneş enerjisinden enerji üretim birim maliyeti ise Çanakkale için 0.065 $/kWh iken Agadez için 0.0357 $/kWh'dır. Çalışmadan elde edilen sonuçlar güneş destekli kömür yakıtlı güç santrallerinin kömür tüketiminin ve CO2 emisyonlarının azaltılmasında büyük avantajlar sağladığı ve daha sürdürülebilir bir gelecek için temiz enerjinin sağlanmasındaki cazip bir seçenektir.

Abstract:
In the presented thesis study, energy, economic, and environmental analyses of the 330 MW capacity power plant were carried out to determine the techno-economic feasibility of a solar-supported coal-fired power plant. To investigate the effect of climate and meteorological conditions on the performance of the system due to the nature of solar energy, analyzes were made for the cities of Çanakkale and Agadez, where coal power plants are already located in Turkey and Niger. A solar field with parabolic trough solar collectors is integrated into the coal power plant to collect solar energy. In the considered system, solar energy is used before the boiler, through the solar preheater immediately after the first high-pressure feed water heater. It should be noted that since there is no displacement of the feed water heater in this study, the plant will operate completely in fuel-saving mode. According to the results obtained from the study, the energy production from solar energy in Turkey and Niger was 168 and 208 GWh, respectively, and their average shares in annual electricity production are approximately 12 and 15%. Resulting of the energy obtained from the sun, 107.8 ktons of annual coal consumption was saved in Çanakkale and 135.7 ktons in Agadez, and as a result, the prevented CO2 emissions were 303 and 381 ktons. In addition, the levelized cost of energy production from solar energy in the hybrid system is 0.065 $/kWh for Çanakkale and 0.0357 $/kWh for Agadez. The results obtained from the study bring out that solar-aided coal-fired power plants provide great advantages in reducing coal consumption and CO2 emissions and are an attractive option for providing clean energy for a more sustainable future.