Bayburt ili katı atık tesisinin atık ısısını kullanarak bölgesel ısıtma modeli tasarımı ve analizi

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.