Organik rankıne çevrimi kullanılarak transformatörde atık ısının geri kazanımı
Waste heat recovery of transformers by using organic rankine cycle
Yazar: AHMET BARIŞ TÜRKER
Danışman: DOÇ. DR. TOLGA PIRASACI
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Makine Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Enerji = Energy
Dizin: Atık ısı = Waste heat ; Enerji ekonomisi = Energy economy ; Güç transformatörü = Power transformer ; Organik rankine çevrim sistemleri = Organic rankine cycle systems

Özet:
Modern yaşamın vazgeçilmezlerinden biri olan enerji, istikrarlı ekonomik kalkınma için çok önemli bir konudur ve giderek karmaşıklaşan yapısı nedeniyle planlama gerektirmektedir. Artan nüfusa ek olarak sanayi alanındaki büyük gelişmeler ve değişimler ile dünyada enerji tüketimi daha önce hiç ulaşılmamış seviyelere yükselmiştir. Buna bağlı olarak, alternatif enerji üretim yöntemlerinin tespiti günümüzde hayati önem taşımaktadır. Atık ısının geri kazanımı da bu yöntemlerden bir tanesidir. Endüstride kullanılan çoğu yapı gibi transformatörlerde de meydana gelen bir atık ısı mevcuttur. Bu tez kapsamında, düşük sıcaklıklı kaynaklardan atık ısı geri kazanımı uygulamaları içerisinde en yaygın olarak kullanılan yöntem olan Organik Rankine Çevrimi kullanılarak güç transformatörlerinde oluşan atık ısının geri kazanımı incelenmiştir. Ankara ilinde bulunan bir trafo merkezinin yıllık çalışma verileri kullanılarak değerlendirmeler yapılmıştır. 62,5 MVA, 100 MVA ve 250 MVA gücündeki güç transformatörleri ele alınmıştır. Ankara ilinin yıllık sıcaklık değerleri ile transformatör yıllık çalışma verileri birleştirilerek hesaplamalar yapılarak, transformatörlerde atık ısı geri kazanımının termodinamik ve termo-ekonomik analizleri yapılmış ve sistemin uygulanabilirliği incelenmiştir. İncelenen sistemlerde organik akışkan olarak R134a, R245fa ve R123 akışkanları kullanılmıştır. Tezin konusu olan atık ısı geri kazanımı, fosil yakıtların tüketiminin azalmasına önemli katkıda bulunacak ve enerjinin verimli kullanılmasını sağlayacaktır.

Abstract:
Energy, one of the indispensables of modern life, is a very important issue for stable economic development and requires planning due to its increasingly complex structure. In addition to the increasing population, the energy consumption in the world has increased to levels that have never been reached before, with the great developments and changes in the industry. Accordingly, the determination of alternative energy production methods is so important today. Waste heat recovery is one of these methods. Like most structures used in industry, there is generated waste heat in transformers. Within the scope of this thesis, the recovery of waste heat generated in power transformers was investigated by using the Organic Rankine Cycle, which is the most widely used method among waste heat recovery applications from low temperature sources. Evaluations were made by using the annual operating data of a transformer substation in Ankara. 62,5 MVA, 100 MVA and 250 MVA power transformers were considered. Calculations were made by combining the annual temperature values of Ankara with the annual operating data of the transformers. Thermodynamic and thermo-economic analyzes of waste heat recovery in transformers were made and the feasibility of the system was examined. R134a, R245fa and R123 fluids were used as organic fluids in the examined systems. Waste heat recovery, which is the subject of the thesis, will contribute to the reduction of fossil fuel consumption and ensure efficient use of energy.