Biyogaz tabanlı güç üretiminin maliyet optimizasyonu- kapsamlı termoekonomik analizler ve değerlendirme yöntemleri

Bu çalışmada, kapsamlı termoekonomik analiz ve optimizasyon yaklaşımları, Gaziantep'te bulunan, 1000 kW elektrik ve 20.9kg/s sıcak su çıktısı olan biyogaz yakıtlı ve içten yanmalı motor tahrikli gerçek bir kojenerasyon sistemine uygulanmıştır. Tezin ilk bölümünde kojenerasyon sistemindeki her birbileşenin yakıt ve ürün maliyet analizleri dört farklı termoekonomik yöntemle gerçekleştirilmiştir: Ekserjiye bağlı maliyet teorisi (ECT), değiştirilmiş üretken yapı analizi (MOPSA), wonergy ve özgül ekserjiye bağlı maliyet analizi (SPECO). Bu yöntemler ekserjiye bağlı olarak geliştirilmiş termoekonomik prensiplere dayanmaktadır. Gerçek çalışma şartlarında kojenerasyon sisteminde üretilen elektriğin ekserjiye bağlı maliyetleri, yöntemlere gore sırasıyla, 110.06 $/h (ECT), 85.54 $/h (MOPSA), 72.50 $/h (Wonergy) ve 141.0 $/h (SPECO) olarak hesaplanmıştır. Kojenerasyon sistemini ekserjiye dayalı matematiksel analiz bağlamında en detaylı inceleyen yöntem olarak ECT' nin en rasyonel maliyet tablosunu verdiği sonucuna ulaşılmıştır. Tezin ikinci bölümünde biyogaz motorlu kojenerasyon sistemi iki farklı termoekonomik optimizasyon yöntemi kullanarak incelenmiştir: Termoekonomik fonksiyonel analiz yöntemi (TFA) ve mühendislik fonksiyonel analiz yöntemi (EFA). Her iki yöntem de geliştirildikleri fonksiyonel yapılar itibarıyla sadece egzoz gazı hattındaki üniteleri dikkate almaktadır. Analizler neticesinde elektriğin en-iyileştirilmiş termoekonomik maliyeti TFA yöntemiyle 26.86 $/GJ, EFA yöntemiyle 24.40 $/GJ olarak hesaplanmıştır.