Jeotermal enerji kaynaklı organik rankine çevriminin modellenmesi ve analizi

Bu çalışmanın başında, tasarlanan modelin ısı kaynağı olarak kullanılan jeotermal enerjinin kullanım alanları ve potansiyeli detaylı olarak verilmiş, jeotermal enerjinin dünyada ve ülkemizdeki elektrik üretimine katkısından kısaca bahsedilmiştir. Düşük sıcaklıklardaki ısı kaynakları için, sudan daha düşük sıcaklıkta kaynayan organik akışkanın kullanıldığı Organik Rankine çevrimi kullanılır. Organik Rankine çevrimi teknolojisi, güneş, jeotermal ve atık ısı kaynakları gibi düşük sıcaklıklı ısı kaynaklarından büyük faydalar sunar. Bu tezde de jeotermal enerji kaynağı ile elektrik üreten Organik Rankine çevriminin analizi yapılmıştır. Isı kaynağının kütle akış hızı 0,675 kg/s ve sıcaklığı kararlı durum için 140 °C olarak belirlenmiştir. Çevrimi oluşturan komponentler, çalışma koşulları ve termodinamik özellikler dikkate alınarak bu çalışmada, HFC-245fa çevrim akışkanı olarak kullanılmıştır. Sistemin tüm komponentleri ayrı ayrı modellenmiş, kütle ve enerji dengeleri kurularak çevrim tamamlanmıştır. Bu aşamaların nasıl gerçekleştirildiği bilgisine açıklık getirilmiştir. Her bir komponentin kararlı durumu için sonuçlar bulunmuştur. Program tarafından hesaplanan veriler ile toplam türbin gücü 250 kW olan, analiz için gerekli demo bir model oluşturulmuştur. Hazırlanan model üzerinde kararlı ve dinamik durum analizi yapılmıştır. Bir Organik Rankine çevriminin veriminin arttırılması için yapılan çalışmalar anlatılmıştır. Bu çevrimi oluşturan komponentlerin tasarımı ve görevleriyle ilgili bilgiler verilmiştir. Bu çalışma yapılırken kullanılan Flownex SE versiyon 8.2.1.2028 modelleme programı ve programın çalışma mantığından bahsedilmiştir. Programın kütüphanesini oluşturan elemanlar tanımlanmış ve tasarlanma kriterleri açıklanmıştır. Flownex dinamik analizi yapılmak üzere çevrim sınır koşulları kaldırılmıştır. Çevrim verimini arttırmak için yoğuşturucu soğutma suyu sıcaklığının azalmasını sağlayacak senaryo oluşturulmuştur. Kondenser soğutma suyu sıcaklığı anlık 2,5 °C azaltılarak 34°C'den 31,5°C'ye düştüğü durumda santral veriminin 14%'den %14,26'ya çıktığı gözlenmiştir.