Çoklu üretim için yenilenebilir enerji kaynaklı üç entegre sistemin analiz ve değerlendirilmesi

Günümüzde dünya birincil enerji kaynağı olarak fosil yakıtların kullanımına bağımlıdır ve bu durum özellikle tüm sanayileşmiş ülkelerde gözlemlenmektedir. Fosil yakıtların sürdürülebilir olmaması ve rezervlerin tükeniyor olmasından dolayı, fosil kaynaklar büyüyen enerji ihtiyaçlarını dengeleyebilecek potansiyele sahip değildirler. Buna ilaveten, kolay çıkartılabilen fosil yakıtların fiyatlarında artış meydana gelmektedir. Fosil yakıtların yakılmasıyla sera gazlarının (özellikle CO2) atmosferde biriktiğine değinmek dikkate değer bir konudur. Bu yüzden, son zamanlarda enerji politikalarının yanı sıra bilimsel araştırma ve akademik çalışmalar da, yenilenebilir enerji ve hidrojen gibi çevreyi kirletmeyen kaynakları kullanarak çevresel sorunlara kalıcı bir çözüm bulmaya odaklanmıştır. Ayrıca, sera gazı emisyonlarının azaltılması için izlenecek bir başka yol ise enerji sistemlerini, sistemlerden çeşitli sayıda faydalı ürünün elde edilebileceği daha verimli bir tutum ile tasarlamaktır. Bu yüzden, bu tezin ana amaçlarından bir tanesi elektrik, ısıtma, soğutma, sıcak kullanım suyu ve hidrojen çıktılarını üreterek daha yüksek enerji ve ekserji verimliliği sunan üç farklı tipte ki yenilenebilir kaynaklı enerji sistemini tasarlamaktır. Jeotermal akışkanların kullanılarak güç üretilen sistemler ile ilgili en önemli çevresel sorunlardan bir tanesi yoğuşmayan gazların emisyonudur. Hidrojen sülfür (H2S) bu gazlardan bir tanesidir ve hem çevre hemde insan bedeni üzerinde birçok zararlı etkiye sahiptir. Bu yüzden, mevcut çalışmanın bir başka hedefi ise jeotermal enerji santrallerinde hidrojen sülfürün emisyonunu azaltmaktır. Bu amaç doğrultusunda, AMIS (AMIS® - İtalyanca'da " Cıva ve Hidrojen Sülfürün azaltılması" anlamına gelen bir kısaltmadır.) ünitesi ve bir elektroliz sistemi geliştirilen sistemlere entegre edilmiştir. Böylelikle, sadece hidrojen sülfürün olumsuz etkileri azaltılmıyor, aynı zamanda temiz bir yakıt olarak hidrojen üretiliyor öyle ki hidrojen fosil yakıtların yerini alma konusunda büyük potansiyele sahiptir. Belirtilen amaçları yerine getirebilmek ve tasarlanan sistemlerin performanslarını hem enerji hem de ekserji açısından değerlendirebilmek için Engineering Equation Solver (EES) programı kullanılarak detaylı bir termodinamik analiz gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, enerji ve ekserji verimlerinin incelenen sistemler için %67,95 ve %60,94 değerlerine ulaşmıştır. Buna ilaveten, jeotermal akışkanın kütlesel debisi 60 kg/s iken, hidrojen sülfür emisyonları 738,8 g/s azaltılabilir ve ayrıca jeotermal enerji santrallerinden hidrojen aracılığıyla 6,234 MW ek güç üretilebilir.