Techno- economic analysis of DCMD/PEMFC hybrid system for hydrogen, water and electricity production

Bu tezde, Dünya'nın su ve enerji ihtiyaçlarının karşılanması için, DCMD, PEMFC, PEME ve PV/T güneş panellerini temiz su, hidrojen ve elektrik üretimi için kullanan bir hibrit sistem önerilmiştir. Günde 100 tonluk temiz su üretimi gözün önüne alınmış, DCMD için gerekli ıs PEMFC'den sağlanmıştır. Yakıt hücresi için gerekli hidrojen üretimi güneş enerjisi destekli bir elektrolizöle elde dilerek, çevresel etkilerin en aza indirilmesi hedeflenmiştir. Sitemin enerji ve ekserji analizleri MATLAB ve Aspen Plus yazılımları ile yapılmıştır. LCOE, LCOH ve LCOW, geri dönüş süresi ve ekserji kaybının yatırım maliyetine oranını belirlemek için ekonomik değerlendirmeler yapılmıştır. Alınan sonuçlar, sistem elektrik, toplam ve enerji veriminin sıraıyla %25,84, %90,39 ve % 56,81 göstermektedir. Geri ödeme süresi 7.488 yıl olarak bulunmuş ve tüm sistem sermaye maliyetine karşı ekserji kaybının 0.68 W/US$ olduğu tespit edilmiştir. Son olarak, hesaplanan LCOE (0.1998 US$/kWh) değerinin 0.310 US$/kWh olan Türkiye'deki endüstriyel elektrik fiyatından daha düşük, 5.2 US$/kg olarak hesaplanan seviyendirilmiş yeşil hidrojen maliyetinin (LCOH) 3.00 US$/kg ile 8.00 US$/kg aralığındaki piyasa fiyatları ile rekabet edebilir durumda olduğu ve deniz suyunun arındırılmasından elde edilen seviyelendirilmiş tatlı su fiyatının (LCOW) 0.7384 US$/m3 değeri ile, 0.60 - 1.06 US$/m3 arasında olan piyasa değerleriyle rekabet edebilecek seviyede olduğundan, sistem ekonomik açıdan olumlu olarak kabul edilir olduğu kanısına varılmıştır. Anahtar Kelimeler: Proton değişim membranlı yakıt pili, Doğrudan temaslı membran distilasyonu, Hibrit sistem, Ekserji analizi, Seviyelendirilmiş enerji maliyeti.