Termik santral kaynaklı bölgesel ısıtma sisteminin toplu konutlarda uygulama modellemesi ve ekonomik analizi

Abstract

Bu tez çalışması ile ülkemizde Kombine Isı-Güç Santrali-Bölgesel Isıtma Soğutma (KGÇS-BIS) sisteminin toplu konut ve hizmet binalarının ısı ihtiyaçlarının karşılanması temelinde modelleme ve ekonomik analiz çalışması yapılmış, söz konusu sistemin ekonomik faydaları, teknoloji seçenekleri ortaya konulmuştur. Çalışma sırasında iki ayrı model; RETScreen 4 ve Cycle-Tempo çalıştırılmıştır. Toplu konutlar ve hizmet sektörü için enerji talebi, enerji talebini karşılamak üzere sistem seçimi ve bu sistemlerin talepleri karşılamak üzere farklı işletme metotları incelenmiş ve kıyaslamalar yapılmıştır. Bu bağlamda beş adet senaryo çalışılmış ve bu senaryoların ısı ve elektrik talebi karşılama oranları, ekonomik uygulanabilirlikleri tek tek incelenmiş ve kıyaslamalar yapılmıştır. Ayrıca senaryoların emisyon azaltım miktarları da gösterilmiştir. Bu çalışmalar RETScreen 4 model programı kullanılarak yapılmıştır. Diğer model programı olan Cycle-Tempo'da gaz türbini ve buhar türbini çevrimlerinden oluşan bir doğalgaz Kombine Isı-Güç Çevrim Santrali (KGÇS) bölgesel ısıtma için ısı sağlayabilecek hale getirilmiş ve belirlenmiş ısı taleplerine göre santralden sisteme ısı sağlanmıştır. Bir yıl içerisinde her ayın farklı ısı yüklerine göre santralden ısı arzı yapılmış ve her ay için bölgesel ısıtma sisteminin santralin toplam verimi üzerine olan etkileri incelenmiştir. Ayrıca ısı sağlanması esnasında elektrik üretimindeki düşüşün elde edilen ısı miktarıyla kıyaslaması da yapılmıştır. Sonuç olarak bölgesel ısıtma sistemlerinin KGÇS toplam verimi üzerinde kayda değer bir etkisinin olduğu görülmüştür.

In this thesis study, potential of CHP plants in Turkey for heating and cooling purposes in residential sector are investigated. Modelling and economic analysis have been performed for different scenarios and detailed system cycle analysis have been done. Furthermore, the economic benefits and technology options have been shown.Two model have been studied which are RETScreen and Cycle-Tempo. In RETScreen; energy demand, a system design to meet the demand and technology-operation selection have been studied. In different ways to meet demand with different operation methods, in total, five scenario have been analyzed than their results have been compared. The comparisons are mainly energy demand meeting rates, return-of-investments, annual incomes, emission reductions, and so on.In Cycle-Tempo a combined cycle with a district heating feature which consists of a gas turbine, a steam turbine and a district heating system is analyzed. Through district heating section of the system, it is assumed that the specific section is supplying heat to meet different heat demands. Therefore, in monthly basis in a year, in order to meet different monthly demands different amounts of steam is extracted from the last stages of steam turbine and the steam is directed to the district heating section of the system. Correspondingly, the monthly efficiency values of the cycle is calculated and shown (both electrical and overall efficiencies). On the other hand, due to steam extraction electricity capacity of steam turbine is decreasing. Despite this decrease, the system has more and more heating capacity of the system which effect positively overall efficiency of the system. As a result, district heating integration or adaptation in a CHP plant shifts the system to be a high-efficiency cogeneration application by significant impacts on efficiencies.