Orta ölçekli birlikte ısı-güç sistemlerinin ekserji, enerji, çevresel ve ekonomik performans incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, içten yanmalı motorlu orta ölçekli 157 kWh ısı ve 103 kWe elektrik nominal güçte birlikte ısı-güç sisteminin, termodinamiğin 1. ve 2. yasalarına göre enerji korunum eşitlikleri oluşturulmuştur. Değişen motor hızlarında (yüklerde) enerji ve ekserji verimliliklerinin yönelimleri incelenmiştir. Bu sistemin, birincil enerji tasarruf oranı, güç-ısı oranı ve yeni geliştirilen akılcı ekserji verimi, akılcı ekserji yönetim modeli, akılcı ekserji gömülü birincil enerji tasarrufu ve akılcı ekserji gömülü karbon salım tasarrufu parametrelerinin farklı yüklerde yönelimleri deneysel incelenmiştir. Yüksek yük aralıklarında sistemin performansının artış gösterdiği görülmüştür.Birlikte ısı-güç sisteminin, RETScreen Temiz Enerji Analiz Programı ile benzetim çalışması yapılmıştır. Benzetim çalışmasında, termal yük takibi, elektrik yük takibi ve tam kapasite güç çıkışı kullanımlarında sera gazı salımları, enerji üretim kapasiteleri ve ekonomik performansları öngörülmüştür. Sistemin ısı yükü takibinde; çevresel, ekonomik ve enerji üretim kapasitelerinin, karşılaştırılan diğer çalışma metotlarına göre daha başarılı olduğu belirlenmiştir.

In this study, internal combustion based medium sized co-generation plant (157 kWh heat and 103 kWe) is analyzed according to 1st and 2nd laws of thermodynamic and energy equations and exergy destruction formulations has been established. Energy and exergy efficiency trends are examined for a variable range of operating loads. The system is examined for primary energy savings, power to heat ratio, electrical efficiency, heat efficiency, rational exergy management efficiency, primary energy and exergy savings and rational exergy based emissions performance. The results of energy, exergy and primary energy saving performance of the system is found to be increasing at rated performance (high engine speed).Co-generation system has been simulated with RETScreen Clean Energy Analysis Program. During the simulation studies, thermal load following, electrical load following and full load performances are examined for harmful emissions, energy production capacities and economical aspects. Heat load following performance of the system has found to be more economical, environmentally friendly and has a higher energy production capacity, compared with other operation methods.