Sürdürülebilir Kalkınma Amaçları
Yazarlar
Yayınlar
- Yüksek Lisans TeziAçık Erişim2024Bayburt ili katı atık tesisinin atık ısısını kullanarak bölgesel ısıtma modeli tasarımı ve analizi
Yasin Çamkerten
Bu çalışmada, Bayburt'ta bulunan Bayburt-Gümüşhane İlleri Yerel Yönetimleri Katı Atık Tesisleri Yapma ve İşletme Birliği (BAY-GÜ-KAB) bünyesinde kurulan Biyogaz Enerji Santralinin termoekonomik ve termodinamik analizleri yapılacaktır. Santralde çevre belediyelerden gelen katı atıklardan üretilen çöp gazı (LFG), gaz motorunda yakılarak elektrik enerjisi üretimi yapılmaktadır. Çöp gazının yakıldığı gaz motorunun ürettiği atık ısı kullanılarak, en yakın TOKİ konutlarının ısınma ve sıcak su ihtiyacını karşılayacak bir bölgesel ısıtma modeli tasarlanmış ve mevcut sisteme entegre edilerek toplam sistemin veriminin artırılması amaçlanmaktadır. Ayrıca, tasarlanan bölgesel ısıtma modelinin termodinamik ve termoekonomik hesaplaması yapılacaktır. Santrale gelen katı atıklardan başlayarak, son nokta olan elektrik üretimine kadar olan iş akış diyagramları, şekiller ve görseller yardımıyla anlatılmıştır. Tesise gelen atık miktarı ve tesis üretim kapasitesi göz önünde bulundurularak, atık ısının kullanımıyla ilgili çalışmalar yapılmıştır. Tesisteki sisteme giren ve çıkan değerler, gerçek tesis verileri alınarak kullanılmış ve yapılan bütün hesaplamalar bu gerçek veriler kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Santrale eklenmesi planlanan bölgesel ısıtma modeli tasarımı için, gerçek işletme verileri kullanılarak termodinamik ve termoekonomik analizler yapılmış, santralin mevcut veri bilgileri kullanılarak sürdürülebilir bir model tasarımı sunulmuştur. Tesisin elektrik üretim kısmındaki gaz motorunun atık ısısını kullanan bu tasarım, santrale en yakın toplu konutun ısınma ve sıcak su ihtiyacını karşılamak üzere modellenmiştir. Daha sonra tasarlanan modelin maksimum ısıtma ve sıcak su ihtiyacını karşılayacağı konut sayısı belirlenmiştir. BAY-GÜ-KAB santralinin enerji ve ekserji verimleri sırasıyla %42,71 ve %59,29 olarak bulunmuştur. Tasarlanan bölgesel ısıtma modelinin ise enerji ve ekserji verimleri sırasıyla %42,51 ve %38,17 olarak belirlenmiştir. Ayrıca ısıtılacak konut sayısı 529 olarak tespit edilmiştir. BAY-GÜ-KAB santraline tasarlanan bölgesel ısıtma modelinin eklenmesiyle, sistemin ekserji ve enerji verimleri sırasıyla %64,76 ve %62,32 olarak hesaplanmış ve bu değerlerde iyileşme sağlandığı görülmüştür. Tasarımı yapılan bölgesel ısıtma sistemine yapılacak yatırımın 2,65 yıl içinde kendini amorti edeceği sonucuna ulaşılmıştır. Tasarlanan bölgesel ısıtma sistemi, sürdürülebilir enerji kaynağı olarak sunulmuştur.
- MakaleAçık Erişim2024Scopus SJRQ1District heating based on exhaust gas produced from end-of-life tires in Erzincan: Thermoeconomic analysis and optimization
Güngör, Osman; Tozlu, Alperen; Arslantürk, Cihat; Özahi, Emrah
This paper presents the thermoeconomic analysis and optimization of the Erzincan Waste Tire Recycling and Power Plant (EWTRPP) in Turkey and its waste heat-based district heating (DH) system. A thermoeconomical method, namely the specific exergy costing (SPECO), is applied to allocate cost flows through subcomponents of an actual existing plant. Besides, the obtained thermoeconomic results are improved by using an optimization method, namely non-dominant sorting genetic algorithm (NSGA-II), considering the temperature of the exhaust gas discharged to the atmosphere (T25), the thermal conductivity value of the insulation material (ki) and pipe roughness value (s). The energy and exergy efficiencies of the existing plant are found to be 27.37% and 35.57%, respectively, considering the data of the actual plant. Moreover, the energy and exergy efficiencies of the waste heat-based DH system are found to be 43.08% and 55.99%, respectively. The total cost rate of the overall system is deduced 13.98 $/hby means of SPECO method. According to the results of the NSGA-II optimization method, the exergy efficiency and total cost rate of the overall system are evaluated as 6.93% and −2.51 $/h, respectively. Furthermore, it is also proposed that 1304 dwellings can be heated owing to the DH system utilizing the existing exhaust gas.
AtıfScopus9WoS8OpenAlex7
İncele - MakaleAçık Erişim2021Scopus SJRQ1District heating and electricity production based on biogas produced from municipal WWTPs in Turkey: A comprehensive case study
Abusoglu, Aysegul; Tozlu, Alperen; Anvari-Moghaddam, Amjad
In this paper, district heating (DH) potentials of the wastewater treatment plants (WWTPs) based on their biogas, electricity, and heat productions are considered. Two district heating scenarios are developed: (i) DH Scenario I which is based on both excess biogas storage of the WWTP and exhaust gas of the cogeneration with the actual power output, (ii) DH Scenario II which is based on the exhaust gas of the cogeneration with the increased power output using all the biogas produced. In DH Scenario I, it is found that 458 dwellings can be heated via the DH system proposed considering only the waste heat of the cogeneration. In addition, the natural gas consumption of 1112 dwellings with the same annual heating load can also be met using the purified biogas. In DH Scenario II, the electricity production could be increased to 1643 kWh by burning all the biogas produced in the cogeneration plant. In this scenario, the annual heating load of 755 dwellings in Gaziantep province can be covered using the waste heat in the DH system. The payback period for the DH Scenario I is calculated as 2.5 years, while for the DH Scenario II, it is obtained as 2 years.
AtıfScopus27WoS28İncele - MakaleAçık Erişim2021Scopus SJRQ1Municipal solid waste-based district heating and electricity production: A case study
Tozlu, Alperen; Abusoglu, Aysegul; Ozahi, Emrah; Anvari-Moghaddam, Amjad
In this paper, municipal solid waste (MSW) based electricity production and district heating (DH) potential of Turkey are considered. Three MSW based waste-to-energy (WtE) scenarios is developed: (i) Scenario-I, a DH system integrated into a gas turbine power plant (GTPP), (ii) Scenario-II, a DH system integrated into an organic Rankine cycle (ORC), and (iii) Scenario-III, which is based solely on a DH system. As a result of the thermodynamic and thermoeconomic analyzes of these developed scenarios using an existing MSW-based cogeneration facility's actual operating data, the system with the most extended payback period (about 5 years) is found as the GTPP-DH system developed in Scenario-I, which also has the highest investment cost. On the other hand, the system with the shortest payback period (about 2 years) is found as the DH system developed in Scenario-III, which also has the lowest investment cost. Overall exergy efficiencies of the GTTP-DH, ORC-DH, and DH systems are found to be 41.86%, 16.15%, and 31.87%, respectively. When the developed WtE scenarios adapted to the pilot provinces selected from each geographical region of Turkey, it is found that the GTPP system developed in Scenario-I can increase the power generation capacity of MSW plants for each province by about 20%.
AtıfScopus16WoS15OpenAlex16İncele