İleri ekserji analizi ile jeotermal güç sisteminde termodinamik performansın iyileştirilmesinin tespiti

Abstract

Günümüzde fosil enerji kaynaklarının azalması ve olumsuz çevresel etkileri yüzünden yenilenebilir enerji kaynaklarına özellikle jeotermal enerjiye olan ilgi artmaktadır. Bu olumsuz etkileri azaltmak için jeotermal enerji kullanımında enerji sistem tasarımını geliştirmek için sistematik bazı yaklaşımlar geliştirmek önemli hale gelmiştir. Böylece verimli ve maliyeti düşük enerji dönüşüm sistemlerinin tasarımı, enerji mühendisleri için yüzleştikleri bir mücadele haline gelmiştir. Bu tez çalışmasında mevcut jeotermal bir ikili güç sisteminin (Bereket Jeotermal Güç Sistemi) geleneksel ve ileri ekserji analizleri yapılmıştır. Bu sayede sistem ve bileşenlerinde yok olan ekserji hakkında derinlemesine bilgiler toplanmış; sistemin termodinamik performansı değerlendirilerek geliştirilmesine odaklanılmıştır. İleri ekserji analizi yapılarak sistem bileşenleri arasındaki etkileşimler (içsel/dışsal kısımlar) ve yapılabilecek iyileştirmenin gerçek performansları (kaçınılmaz/önlenebilir kısımlar) araştırılmıştır. Çalışma sonucunca öncelikli iyileştirilecek bileşenler geleneksel ekserji analizinde KON 1, TURB 1 ve BUH 2 ve ileri ekserji analizinde KON 1, KON 2 ve ON-ISI 1 olarak sıralandığı görülmüştür. Böylece ileri ekserji analizinin sonuçlarının geleneksel ekserji analizininkinden daha nitelikli olduğu anlaşılmıştır. Sonuç olarak sistemin gerçek şartlarda toplam sistem verimi %9,60 iken sistem üzerindeki iyileştirmelerle modifiye ekserji verim %18,26'ya çıkarılabilecektir.Anahtar Kelimeler: Jeotermal Enerji, Güç Üretim Sistemi, Termodinamik Analiz,İleri Ekserji Analizi, Performans İyileştirmesi

In recent years, the interest in renewable energy resources, especially geothermal energy has increased due to a decrease in fossil energy resources and the negative environmental impacts. To reduce these negative effects, it has become important to develop more accurate and systematic approaches for improving the design of energy system in usage of geothermal energy. Thus the design of efficient and cost-effective energy conversion systems is an on-going challenge facing energy engineers. In this study, both conventional and advanced exergy analyzes of an existing geothermal binary power system (Bereket Geothermal Power Plant) were conducted. In this way, about the exergy destroyed in the system and its components was collected in-depth information; it was focused on the development by evaluating the thermodynamics performance of the system. By applying the advanced exergy analysis, the interactions between system components (endogenous/exogenous parts) and the actual performance of the reasonable improvement (unavoidable/avoidable parts) were investigated. The result of the study was shown that the primary improved components are ordered as the CON 1, TURB 1 and VAP 2 for the conventional exergy analysis, and the CON 1, CON 2 and PRE-HE 1 for the advanced exergy analysis. It was understood that the results of the advanced exergy analysis are more qualified than those of the traditional exergy analysis. As a result, the modified exergy efficiency can be removed to 18.26% with the improvements made on the system, while total system efficiency is 9.60% in the real conditions of the system.Keywords: Geothermal Energy, Power Generation System, ThermodynamicAnalysis, Advanced Exergy Analysis, Performance Improvement