Irak'ta bulunan bir toplu konut projesi için solar enerji destekli trijenerasyon sistem tasarım ve analizi
Determination of Iraq solar energy for design and analysis of a trigeneration system for a typical building
Yazar: PAYMAN MOHAMMED HAKEEM HAKEEM
Danışman: YRD. DOÇ. DR. TANSEL KOYUN
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bu çalışmada, Irak Bağdat ili için bir toplu konut bölgesinin yılık elektrik tüketimi göz önüne alınarak elektrik, ısıtma ve soğutmayı temin edecek bir trijenerasyon sistemi tasarlanmıştır. Trijenerasyon tasarımı yapılan bölgenin yıllık toplam güneşlenme süresi; 4417 h/yıl, güneş enerjisi potansiyeli; 2274 kWh/m2 olarak alınmış ve seçilen toplu konut (60 konut) ve AVM için yıllık elektrik tüketimi 60 ev ve AVM için 508824 kWh/yıl olarak belirlenmiş olup mevsimlere göre de toplam enerji tüketimi yaz aylarında 167832 kWh/yıl, bahar aylarında 46656 kWh/yıl ve kış aylarında da 89856 kWh/yıl olarak belirlenmiştir. Trijenerasyon sistemleri hem elektrik enerjisi üreten hem de ısıtma ve soğutma yapan sistemler olup, ayrı ayrı üreten sistemlere göre daha az yakıt tüketen sistemlerdir. Hesap yapılan toplu konut ve AVM için tasarlanan Trijenerasyon sisteminin 1,5 MW elektrik enerjisi ihtiyacı olduğu hesaplarla bulunmuştur. Çalışmanın ilk bölümünde Trijenerasyon sistemi kısaca tanımlandıktan sonra absorbsiyonlu soğutma ve ısıtma sistemi anlatılmıştır.ikinci bölümde literatür özeti verlmiş ve üçüncü bölümde ise tasarlanan trijenerasyon sisteminin enerji ve ekserji analizi yapılmıştır. Bu amaçla her bir nokta için entalpi, entropi, basınç ve sıcaklık değerleri termodinamik tablolardan ve literatürden bulunarak kullanılacak değerler tablolar halinde sunulmuştur ve herbir ünite için ekserji verimleri hesaplanmıştır. Güneş enerjisi destekli Trijenerasyon sistemi için parabolik kollektör uygun görülmüş ve yapılan hesaplara göre 9 adet modül parabolik kollektöre ihtiyaç duyulmuştur. Hesaplarda trijenerasyon sistemi hesaplarına kütlesel debi 1 kg/s alınmış ve absorbsiyonlu soğutma için LiBr konsantrasyonu da ayrıca hesaplanmıştır. Tüm bu veriler ışığında trijenerasyon sisteminin her bir ünitesinin ekserji verimleri tek tek hesaplanmıştır. Sonuçlara bakıldığında en çok % 90 verimle gaz türbin, daha sonrada % 83 verimle pompa yer aldığı görülmüştür. Diğer ünitelerin verimleri ise, güneş kollektör verimi % 56, Absorbsiyonlu soğutma verimi % 43, kompresör % 38 ve buhar türbin verimi de % 25 olarak sıralanmıştır. Yanma odası için verim % 3,90 ve AVM ısıtması için kullanılan eşanjör veriminin de % 2,30 olduğu görülmüştür. Tasarlanan Triijenerasyon sistemi için yatırım maliyeti 2471500 $ olarak hesaplanmıştır. Kurulan sistemin ömrünün 20 yıl olduğu kabul edilerek amortisman değeri 120000 $ /yıl olarak hesaplanmıştır.

Abstract:
In this study, for Iraqi Baghdad province, a public housing area was designed with a trigeneration system to provide electricity, heating and cooling considering the annual electricity consumption. The total insolation time of the area; 4417 h / year,and the solar energy potential is; 4417 hours. The annual electricity consumption for selected housing complexes (60 a house) and shopping market is 6088 kWh / year for 60 houses and shopping malls, and the total energy consumption is 167832 kWh / year in summer and 46656 kWh / And 89856 kWh / year for the year and winter months. Trigeneration systems are both electricity consumption and heating and cooling systems, which are less fuel consuming than individual generating systems. Calculated 1,5 MW electricity need of the trigeneration system designed for mass housing and shopping market was found ıs calculations. In the first part of the work, after describing the trigeneration system briefly, the absorbent cooling and heating system is explained. In the second part, the literature summary is given. In the third part, the energy and exergy analysis of the designed trigeneration system it made of. For this purpose, the enthalpy, entropy, pressure and temperature values for each point are presented in thermodynamic tables and the values to be used of the literature tables of values to be found and the exergy efficiency are calculated for each unit. The parabolic collector is suitable for the solar energy assisted trigeneration system and according to the calculations made, 9 module of parabolic collectors are needed. In the calculations, the mass flow rate is taken as 1 kg / s for the trigeneration system calculations and the LiBr concentration for absorbing cooling is also calculated. In all these datas of the efficiency for each unit of the trigeneration system is calculated individually. According to the results, it is seen that the gas turbine has a maximum efficiency of 90% and then the pump is located with an efficiency of 83%. The yields of other units are as follows: solar collector yield 56%, absorbing cooling efficiency 43%, compressor 38% and steam turbine efficiency 25%. It was seen that the efficiency for the combustion chamber was 3,90% and the heat exchanger efficiency for the market was 2,30%.