Please use this identifier to cite or link to this item: https://hdl.handle.net/11499/27226
Title: Jeotermal elektrik santrallerinde optimum performans ve verim için sistem tasarımı ve işletme şartlarının incelenmesi
Other Titles: Investıgatıon system desıgn and operatıonal condıtıons for optımum performance and effıcıency of geothermal power plants
Authors: Özer, Özgür
Advisors: Usta, Nazım
Keywords: Geothermal
Energy
Electricity Generation
Design
Efficiency
Jeotermal
Enerji
Elektrik Üretimi
Tasarım
Verim
Publisher: Pamukkale Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü
Abstract: Yenilenebilir enerji kaynağı olarak bilinen ve ülkemizde de bulunan jeotermal ısı kaynaklarından elektrik üretimi önemli bir konudur. Ülkemizde jeotermal ısı kaynaklarının sıcaklıkları bölgeye göre farklılık gösterse de çoğunluğu düşük ve orta sıcaklıklı kaynaklardır. Orta ve düşük sıcaklıktaki jeotermal ısı kaynaklarından elektrik üretiminde, sudan daha düşük sıcaklıkta kaynayan akışkanların kullanıldığı organik Rankine çevrimi (ORC) kullanılmaktadır. Bu tez çalışmasında, Aspen Plus programı kullanılarak on farklı iş akışkanıyla (R113, R114, R141b, n-pentan, izopentan, R245fa, n-bütan, izobütan, R142b, R236fa) çalışan temel ve çift basınç kademeli ORC konfigürasyonları analiz edilmiştir. Analizlerde jeotermal akışkanın basıncı 5 bar, debisi 1400 t/h ve re-enjeksiyon sıcaklığı 65 °C seçilirken jeotermal akışkan giriş sıcaklıkları 110 °C, 135 °C ve 160 °C olması durumları için incelemeler yapılmıştır. Konfigürasyon tipi, jeotermal akışkan giriş sıcaklığı ve iş akışkanının sistem net güç çıkışına, verime ve ekipman maliyetlerine etkilerini belirlemek için termodinamik ve ekonomik analizlerde elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır. Jeotermal akışkan giriş sıcaklığının artmasının, her iki konfigürasyonda da net güç çıkışını ve verimi artırdığı tespit edilmiştir. Ayrıca, çift basınç kademeli ORC konfigürasyonun temel ORC konfigürasyonundan daha fazla net güç çıkışı ve verimi sağlamasına rağmen, çift basınç kademeli ORC konfigürasyonun ekipman maliyeti iş akışkanına bağlı olarak dikkate değer miktarlarda temel ORC konfigürasyonundan daha yüksek olduğu belirlenmiştir. Bu yüzden, optimum bir sistem tasarımı için termodinamik ve ekonomik analizlerin birlikte yapılması zorunluluğu sayısal değerler ile ortaya konulmuştur. Bunlara ek olarak, jeotermal akışkan re-enjeksiyon sıcaklığının artışının, sistem net güç çıkışı ve verimine etkilerinin hangi oranlarda olduğu da belirlenmiş ve sonuçlar sunulmuştur. Son olarak, çift basınç kademeli ORC konfigürasyonunda yüksek ve alçak basınç kademelerinde farklı iş akışkanı kullanımı ile daha fazla net güç çıkışı elde edilebileceği gösterilmiştir.
Electricity generation from geothermal heat resources which are known as renewable energy sources and also available in our country, is an important issue. Although temperatures of geothermal heat resources may vary depending on the place in our country, most of the resources are low and medium temperature geothermal resources. Organic Rankine cycle (ORC), which uses working fluids boiling at much lower temperatures than water, is used in electricity generations from low and medium temperature geothermal resources. In this thesis, basic and double pressure ORC configurations with ten working fluids (R113, R114, R141b, n-pentane, isopentane, R245fa, n-butane, isobutane R142b, R236fa) were analysed by using Aspen Plus program for three different geothermal fluid inlet temperatures, namely 110 °C, 135 °C and 160 °C, with 65 °C re-injection temperature. Pressure and mass flowrate of the geothermal fluid were chosen as 1400 t/h and 5 bar for case studies. The results of thermodynamic and economic analyses were compared to determine the effects of the configuration, the geothermal fluid inlet temperature and the working fluid on the net power output, the efficiency and the equipment cost of a system. It was determined that the net power outputs and the efficiencies of both configurations were increased with increasing the geothermal fluid inlet temperature. In addition, it was found that although double pressure ORC configuration can generate higher power output and efficiency than basic ORC at different quantities depending on the working fluid, the equipment cost of a double pressure ORC configuration is significantly higher than that of a basic ORC configuration for a working fluid. Therefore, it was revealed that it is necessary to perform both thermodynamic and economic analyses for optimum system design. In addition, the effects of geothermal fluid re-injection temperatures on the net power output and the efficiency of the systems were investigated and the results were presented. Finally, it was found that more power output can be generated in double pressure ORC configurations by using different working fluids at high and low pressure stages.
Description: Bu tez çalışması Pamukkale Üniversitesi tarafından 2017FEBE041 nolu proje ile desteklenmiştir.
URI: https://hdl.handle.net/11499/27226
Appears in Collections:Tez Koleksiyonu (Fen Bilimleri Enstitüsü)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Özgür Özer.pdf4.48 MBAdobe PDFView/Open
Show full item record



CORE Recommender

Page view(s)

314
checked on Jul 21, 2025

Download(s)

1,070
checked on Jul 21, 2025

Google ScholarTM

Check





Items in GCRIS Repository are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.