Kojenerasyon Teknolojileri

Kojenerasyon Teknolojileri
Yavuz Aydın,
Yağmur Bozkurt
13.04.2017 - İTÜ
2
11.04.2017
Kombine Çevrim Santraller
• Temel amaç elektrik üretimidir
• En son teknolojilerle ulaşılan çevrim verimi %62 civarındadır.
• 5-10 yıllık dönemde bu rakamın en fazla %65-66 olabileceği
beklenmektedir
Kojenerasyon
Nedir?
 Enerjiyi daha verimli
kullanmak amacıyla elektrik
ve ısı enerjisinin birlikte
üretilmesini sağlayan
teknolojidir.
 Birleşik ısı ve güç sistemleri
(Combined Heat and Power,
CHP) olarak da
isimlendirilir.
Kojenerasyon (Birleşik Isı ve Güç) Santrali
Factory, Housing, Hospital
Trijenerasyon
Trijenerasyon sistemleri de kojenerasyon sistemleriyle
aynı aşamalardan oluşmakta olup ek olarak soğutma
fonksiyonu da eklenir.
Absorpsiyonlu Chillerin çalışma prensibi;
Buharlaşma-Yoğuşma döngüsüne’ dayanmaktadır.
Elektrikli chillerlerde soğutucu akışkanın sıkıştırılması
mekanik kompresörle yapılırken, Absorpsiyonlu
Chillerde bu işlem bir ısı kaynağından sağlanan
enerjiyle gerçekleştirilmektedir.
Absorption Chillerde soğutucu akışkan olarak Lityum Bromür
çözeltisi kullanılır.
Elektrik
Isıtma
Soğutma
Kojenerasyon ve Trijenerasyon Çalışma Prensibi
Kojenerasyon Uygulama Alanları
•
Hastaneler
•
Gıda
•
Oteller
•
Kimya - Petrol
•
Alışveriş Merkezleri
•
Çimento ve Cam
•
İş Yerleri ve Ofisler
•
Seramik
•
Seralar
•
Tekstil
•
Havaalanları
•
•
Demir- Çelik
•
Kağıt ve Kağıt
Ürünleri
Siteler
Kojenerasyon sistemlerinin dizaynında en yüksek verimliliği elde etmek
için temel veri olarak ısı ihtiyacı göz önüne alınır.
Bölgesel Isıtma
Bölgesel ısıtma, bir çok binanın bir elektrik veya
kojenerasyon santralinden veya başka bir ısı
kaynağından (jeotermal veya endüstriyel atık su)
ısıtılması ve sıcak su ihtiyacının karşılanmasıdır.
Kullanım oranını etkileyen en önemli etkenler:
• Hava kalitesinin korunması ve Çevresel
sınırlamalar
• Şehrin yerleşiminin bölge ısıtma için
(borulama) uygunluğu
• Tüketim noktalarının (Evler, fabrikalar gibi)
bir birlerine yakın olması
• Alternatif enerji kaynaklarına ulaşım
imkanları
• Yasal mevzuat
• Şehir/bölge gelişim planları
• Ekonomik avantajlar
Kojenerasyonun Avantajları
• Kojenerasyon sistemleri enerji maliyetlerini ciddi oranda
azaltmaktadır.
• Basit çevrim sitemlere oranla aynı miktarda yakıtla daha
fazla enerji elde edilmektedir. Enerji verimliliği basit
çevrim sistemlerine kıyasla; %35 seviyelerinden %90
seviyelerine çıkmaktadır.
• Basit çevrim sistemlerine kıyasla sera gazı salınımını
%40’a kadar oranında azaltmaktadır.
• İletim ve dağıtım kayıplarını önlemektedir
Kullanılan Yakıt Türleri
Vegetable Oil
Bioethanol
Heating Oil
Natural Gas
Coal
Biomass
Biogas
Municipal Waste
Pet Coke
Biyokütle Nedir?
Yaşayan ve yakınlarda yaşayan tüm organizmalar,
hayvansal / bitki atıkları, endüstriyel ve belediye
atıkları biyokütledir.
Biyokütle direkt olarak yakılabilir veya yakıt olarak
yakılan sıvı biyoyakıtlara ve biyogazlara
dönüştürülebilir.
Biyokimyasal Dönüşüm
Etanol Üretimi
 Bitki maddesi - hemiselüloz, selüloz, lignin
 Ön İşlem (Pretreatment)
 Hidroliz
(C6H10O5)n + n H2O
nişasta
nC6H12O6
glikoz
 Fermantasyon
C6H12O6
glikoz
2 C2H5OH + 2 CO2
etanol
Biyo-kimyasal Dönüşüm
Biyogaz/ Metan Üretimi
Biyogaz, organik maddelerin
anaerobik fermentasyonu
sonucu oluşur.
 Giriş materyalinin
hazırlanması
 Hidroliz, fermantasyon
 Biyogazın kojenerasyon /
kombine ısı ve güç ile
yenilenebilir elektriğe
dönüştürülmesi ve faydalı ısı
 Sindirim sonrası işlemler
Termo-kimyasal Dönüşüm
Biyokütle
Hava
Sıvılaştırma
Hava
Gazlaştırma
Havasız
Piroliz
Gazlaştırma
 Biyokütlenin gazlaştırılması; katı yakıtların ısıl çevirim teknolojisiyle
yanabilen bir gaza dönüştürülmesi işlemidir. Sınırlandırılmış oksijen, hava,
buhar veya bunların kombinasyonları reaksiyonu başlatmaktadır.
 Üretilen gaz karbonmonoksit, karbondioksit, hidrojen, metan, su ve
azot'un yanısıra kömür parçacıkları, kül ve katran gibi artıkları da
içermektedir.
 Üretilen gaz temizlendikten sonra kazanlarda, motorlarda, türbinlerde ısı
ve güç üretilmek üzere kullanılmaktadır.
 Gazlaştırma 4 kısma ayrılır; oksidasyon, piroliz, karbonlaştırma,
gazlaştırma
Piroliz
 Piroliz, oksijen yokluğunda oluşan biyokütlenin termal ayrışımıdır.
Hem yanma hem de gazlaştırma işlemlerinin öncüsüdür
 Yavaş piroliz veya Hızlı piroliz olarak ikiye ayrılır.
 Hızlı piroliz % 60 biyoyağ verir. Buna ek olarak,% 20 biyolojik kömür
ve% 20 syngas verir.
 Pirolizinin ürünleri, biyolojik kömür, biyoyağ ve metan, hidrojen,
karbon monoksit ve karbon dioksit gibi gazları içerir.
Biyodizel
Biyodizel, kanola, ayçiçek, soya,
aspir gibi yağlı tohum
bitkilerinden elde edilen bitkisel
yağların veya hayvansal yağların
bir katalizör eşliğinde kısa zincirli
bir alkol ile (metanol veya etanol)
reaksiyonu sonucunda açığa
çıkan ve yakıt olarak kullanılan
bir üründür.
Transesterifikasyon
Biyodizelin Özellikleri
 Biyodizel dizel ile
karşılaştırıldığında daha
yüksek anma noktasına
ve daha yüksek setan
sayısına sahiptir.
 Çevre dostudur
 Petrol ile karıştırılabilir.
 Alevlenme noktası
yüksektir.