Jeotermal enerjının hıdrojen üretılmesı ve sıvılaştırılmasında kullanımının termoekonomık tasarımı

Tez kapsamında, jeotermal enerji ile hidrojen üretimi ve sıvılaştırması için geliştirdiğimiz altı modelin kapsamlı bir şekilde termoekonomik analizi ve optimizasyonu yapılmıştır. Jeotermal enerjinin hidrojen üretiminde kullanımının optimum çalışma şartlarında uygun kombinasyonlarının araştırılması amaçlanmıştır. Hidrojen birim maliyetini en aza indiren optimum çalışma koşulları elde edilmiştir. 200°C sıcaklıkta ve 100 kg/s debide sıvı bir jeotermal kaynak dikkate alınmıştır. Hidrojenin üretimi ile ilgili modellerde en düşük ekserjetik maliyet 1.088 US$/kg H2 ile Model 2'de gerçekleşmektedir. Bu modelde elektroliz suyunun ön ısıtması ile gerekli olan iş miktarının düşürülmesinin termoekonomik avantajı ortaya çıkmaktadır. Hidrojenin sıvılaştırılması ile ilgili modellerde en düşük ekserjetik maliyet 1.114 US$/kg H2 ile Model 4'te gerçekleşmektedir. Bu modelde jeotermal enerji absorpsiyonlu soğutmada kullanılarak hidrojen soğutulmuş ve jeotermal enerjiden üretilen elektrik de sıvılaştırma çevriminde kullanılmıştır. Model 6'da sıvılaştırma eklenmesi termodinamik olarak avantaj sağlamakta ama buna karşılık ekserjetik maliyet 1.993 US$/kg'a çıkmaktadır. Jeotermal enerjinin hem üretim hem de sıvılaştırmada kullanıldığı Model 6'da gerçekleşen 1.993 US$/kg H2'lik ekserjetik maliyet Model 2'deki (1.088 US$/kg H2) ve Model 4'deki (1.114 US$/kg H2) maliyetlerin toplamı olan 2.202 US$/kg H2 değerinden %9.5 daha düşüktür. Böylece hidrojenin hem üretilip hem sıvılaştırıldığı Model 6'nın hidrojenin sadece üretildiği ve sadece sıvılaştırıldığı en ekonomik modellere göre daha avantajlı olduğu ortaya çıkmaktadır. Tüm modeller için yapılan parametrik çalışmalarda jeotermal kaynak sıcaklığı arttıkça birim maliyetin düştüğü görülmektedir.