Jeotermal enerji kullanılarak termoelektrik jeneratörlerle elektrik enerjisi üretimine etki eden faktörlerin incelenmesi

Abstract

Jeotermal enerji yenilenebilir enerji kaynakları sınıfında yer almakta olup günümüzde elektrik üretiminde de istifade edilmektedir. Jeotermalden elektrik enerjisi üretmekte buhar türbin-jeneratör çevrimi gibi geleneksel yöntemler kullanılmakla birlikte yarıiletken termoelektrik modülleri gibi yenilikçi yöntemler de kullanılmaktadır. Termoelektrik modüller soğuk ve sıcak yüzeyleri arasındaki sıcaklık farkına bağlı olarak elektrik üretebilen hareketli parçası bulunmayan yarıiletken devre elemanlarıdır. Bu tez çalışmasında termoelektrik soğutucu (TEC) olarak bilinen modüller ile jeotermal enerjiyi elektrik enerjisini dönüştüren bir prototip üreteç tasarımı gerçekleştirilmiştir. Gerçekleştirilen prototipte, TEC yüzey sıcaklıklarını istenilen değerde tutabilmek için içerisinden akışkan dolaştırılabilen bakır plakalar kullanılmış ve bu akışkanların basınç ve debileri kademeli olarak değiştirilerek elektrik üretimine etkileri incelenmiştir. Deneylerden elde edilen sonuçlar göstermiştir ki; TEC'lerde üretilen elektrik enerjisi, TEC yüzeylerinde dolaştırılan sıcak ve soğuk suların basınç ve debisi ile doğru orantılı olarak değişmektedir.

Geothermal energy is in the category of renewable energy sources and nowadays it is used in electricity generation as well. While traditional methods such as steam turbine-generator loop are used in generating electricity from geothermal, innovative methods such as semiconductor thermoelectric modules are also used. Thermoelectric modules are solid-state semiconductor circuit elements that can generate electricity depending on the temperature difference between their cold and hot surfaces. In this thesis, a prototype generator design which transforms the geothermal energy to electrical energy with the modules known as thermoelectric cooler (TEC) was realized. In the prototype realized in order to maintain the TEC surface temperatures at the desired temperature, copper plates which can be circulated fluidly were used, and the pressure and flow of these fluids were gradually changed to investigate the effects on electricity generation. The results from the tests showed that; The electrical energy produced by the TECs varies in direct proportion to the pressure and temperature of the hot and cold water circulating on the TEC surfaces.