Biyogaz tesislerinde çoklu regresyon yöntemi ile enerji verimliliğinin ve verimlilik arttırma yöntemlerinin değerlendirilmesi /
Yazar: BİRAND ALBOĞA
Danışman: DOÇ. DR. HAYATİ MAMUR
Manisa Celal Bayar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Elektrik Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Biyogaz = Biogas ; Enerji verimliliği = Energy efficiency ; Katı atıklar = Solid wastes ; Regresyon analizi = Regression analysis ; Yenilenebilir enerji = Renewable energy

Özet:
Toplumların yerleşik hayata geçmesi ve sanayi devriminin etkisi ile atık problemleri görülmeye başlanmıştır. Bu durum atıkların bertaraf edilmesi gerekliliğini ortaya koymuştur. Bu atıkların bertaraf edilmesi esnasında ortaya çıkan metan gazının en iyi şekilde değerlendirilmesi gerekir. Bu değerlendirme ile atıkların çevreye verdiği kirlilik ortadan kaldırılırken aynı zamanda elektrik enerjisi üretimi biyogaz tesislerinde gerçekleştirilmektedir. Bu tez kapsamında, İzmir ilinde bulunan 1,47 MW'lık 27 tane gaz jeneratörüne sahip 39,69 MW'lık Harmandalı Düzenli Atık Depolama Tesisi
(DADT) verileri kullanılarak çoklu regresyon yöntemi ile enerji verimliliği ve verimlilik artırma yöntemlerinin değerlendirilmesi yapılmıştır. İlk olarak İzmir ilinin katı atık bertaraf tesislerine (KABT) getirilen atıkların karakterizasyonu çıkarılmıştır. Bu karakterizasyon neticesinde organik atıkların miktarları dolayısı ile biyokütle
miktarları belirlenmiştir. 2022 yılı itibari ile KABT'lere gelen katı atıkların İzmir ili nüfusuna oranlandığında kişi başına düşen atık miktarı 1,27 kg/gün olarak hesaplanmıştır. Geometrik yöntem ile hesaplanan 50 yıllık nüfus projeksiyonuna göre 2072 yılında kişi başına düşecek atık miktarının 2,16 kg/gün olacağı ön görülmüştür. LandGEM (Landfill Gas Emissions Model / Deponi Gazı Emisyon Modeli) ile halihazırda depolanan ve depolanacak metan gazı miktarları ve deponi gazı bileşenleri tespit edilmiştir. Sonrasında Harmandalı DADT nezdinde yapılan çalışmada 1 ton çöpün yaklaşık 50-240 m3  arasında metan gazı oluşturduğu belirlenmiştir. 1 m3 metan gazının yaklaşık 2 kW elektrik enerjisi ürettiği görülmüştür. Harmandalı DADT'de 2020-2021 yıllarında üretilen elektriğin verimliliği çoklu regresyon analizi ile ay ay hesaplanmıştır. Hesaplamalarda gerçekleşen elektrik üretimi bağımlı değişken, tesise getirile çöp miktarı, çöp kapatılması ve serme süreleri ile gaz jeneratör arıza-bakım süreleri bağımsız değişken olarak belirlenmiştir. Belirlenen değişkenlerin optimum
düzende olması elektrik enerjisi üretim verimliliğini %5-%10 arasında arttırmıştır. Gerçekleştirilen analizler ve yapılan hesaplamalar ile kurulması planlanan tesislerin maksimum verimde çalıştırılmasının yöntemleri sunulmuştur.

Anahtar Kelimeler: Yenilenebilir Enerji, Biyogaz, Katı Atık, LandGEM, Çoklu Regresyon Analizi, Enerji Verimliliği

Abstract:
The impact of the industrial revolution and the realization of the lives of the societies and the waste results are observed. This situation reveals the necessity of limiting wastes. The methane gas generated during the limitation of these wastes should be evaluated in the best way. With this evaluation, while the centers for the distribution of wastes are eliminated, electrical energy production is carried out in biogas facilities at the same time. Within the scope of this thesis, using the data of 39.69 MW Harmandalı Regular Waste Storage Facility (RWSF) with 27 gas generators of 1.47 MW and located in the province of İzmir, the evaluation of energy efficiency and efficiency improvement methods was made by using multiple regression method. First of all, the characterization of the wastes brought to the solid waste containment facilities (SWCF) of İzmir province was determined. This characterization capacity is aimed at biomass amounts due to the amount of organic wastes. As of 2022, when the waste solids coming to the SWCFs are proportioned to
the measurement of İzmir province, the amount of waste per capita is calculated as 1.27 kg/day. According to the 50-years population projection calculated by the geometric method, it was predicted that the amount of waste per capita in 2072 would be 2.16 kg/day. With LandGEM (Landfill Gas Emission Model), the amount of methane gas stored and to be stored and the landfill gas enclosures have been determined. Later, the assumption made by the Harmandalı RWSF was to generate
approximately 50-240 m3  of methane gas from 1 ton of garbage. It obtains approximately 2 kW of electrical energy from 1 m3 of methane gas. It was calculated month by month with the multiple regression analysis provided by the electricity
produced in Harmandalı RWSF in the years 2020-2021. In the calculations, the electricity generation provided as the dependent variable, the amount of garbage brought to the facility, the garbage pipes and usage times, and the gas generator failuremaintenance variables are designed as independent variables. The optimum arrangement of the determined variables increased the electrical energy production groups between 5% and 10%. With the analysis and calculations made, the methods of operating the installations at maximum efficiency are presented.

Keywords: Renewable Energy, Biogas, Solid Waste, LandGEM, Multiple Regression Analysis, Energy Efficiency