Biyogaz tesislerinde çoklu regresyon yöntemi ile enerji verimliliğinin ve verimlilik arttırma yöntemlerinin değerlendirilmesi

Toplumların yerleşik hayata geçmesi ve sanayi devriminin etkisi ile atık problemleri görülmeye başlanmıştır. Bu durum atıkların bertaraf edilmesi gerekliliğini ortaya koymuştur. Bu atıkların bertaraf edilmesi esnasında ortaya çıkan metan gazının en iyi şekilde değerlendirilmesi gerekir. Bu değerlendirme ile atıkların çevreye verdiği kirlilik ortadan kaldırılırken aynı zamanda elektrik enerjisi üretimi biyogaz tesislerinde gerçekleştirilmektedir. Bu tez kapsamında, İzmir ilinde bulunan 1,47 MW'lık 27 tane gaz jeneratörüne sahip 39,69 MW'lık Harmandalı Düzenli Atık Depolama Tesisi (DADT) verileri kullanılarak çoklu regresyon yöntemi ile enerji verimliliği ve verimlilik artırma yöntemlerinin değerlendirilmesi yapılmıştır. İlk olarak İzmir ilinin katı atık bertaraf tesislerine (KABT) getirilen atıkların karakterizasyonu çıkarılmıştır. Bu karakterizasyon neticesinde organik atıkların miktarları dolayısı ile biyokütle miktarları belirlenmiştir. 2022 yılı itibari ile KABT'lere gelen katı atıkların İzmir ili nüfusuna oranlandığında kişi başına düşen atık miktarı 1,27 kg/gün olarak hesaplanmıştır. Geometrik yöntem ile hesaplanan 50 yıllık nüfus projeksiyonuna göre 2072 yılında kişi başına düşecek atık miktarının 2,16 kg/gün olacağı ön görülmüştür. LandGEM (Landfill Gas Emissions Model / Deponi Gazı Emisyon Modeli) ile halihazırda depolanan ve depolanacak metan gazı miktarları ve deponi gazı bileşenleri tespit edilmiştir. Sonrasında Harmandalı DADT nezdinde yapılan çalışmada 1 ton çöpün yaklaşık 50-240 m3 arasında metan gazı oluşturduğu belirlenmiştir. 1 m3 metan gazının yaklaşık 2 kW elektrik enerjisi ürettiği görülmüştür. Harmandalı DADT'de 2020-2021 yıllarında üretilen elektriğin verimliliği çoklu regresyon analizi ile ay ay hesaplanmıştır. Hesaplamalarda gerçekleşen elektrik üretimi bağımlı değişken, tesise getirile çöp miktarı, çöp kapatılması ve serme süreleri ile gaz jeneratör arıza-bakım süreleri bağımsız değişken olarak belirlenmiştir. Belirlenen değişkenlerin optimum düzende olması elektrik enerjisi üretim verimliliğini %5-%10 arasında arttırmıştır. Gerçekleştirilen analizler ve yapılan hesaplamalar ile kurulması planlanan tesislerin maksimum verimde çalıştırılmasının yöntemleri sunulmuştur. Anahtar Kelimeler: Yenilenebilir Enerji, Biyogaz, Katı Atık, LandGEM, Çoklu Regresyon Analizi, Enerji Verimliliği