Mesken tipi bir mikro-kojenerasyon tesisinin enerji, ekserji, ekonomik ve çevresel analizi

Birleşik ısı-güç üretim sistemi olan mikro-kojenerasyon üniteleri ısı ve elektriği aynı anda tek sistemden elde eder. Doğal gazla çalışan genellikle küçük kapasiteli mikro-kojenerasyon sistemleri uygulama alanlarında tüketilmesi amacıyla elektrik üretir. Elektrik üretimi esnasında oluşan atık ısı mahal ısıtma sisteminde kullanılarak faydalı enerjiye dönüştürülür. Bu çalışmada, Türkiye'de ilk kez kurulumu gerçekleştirilen mesken tipi bir mikro kojenerasyon sistemi, 137 konutluk projeye uygulanarak enerji üretimi, ekonomiklik, ekserji analizi ve çevresel etki açısından incelenmiştir. Kurulumu sağlanan mikro kojenerasyon 71 kWe ve 116 kWt kapasiteye sahiptir. Enerji analizine göre, sistem aylık ortalama 6.998 m³/ay doğal gaz tüketmiş ve karşılığında 18.480 kWh/ay elektrik elde etmiştir. Üretilen elektrik enerjisinin sitede kullanımıyla şebekeden çekilen elektrik enerjisi %51 oranında azalmıştır. Mikro kojenerasyon sisteminin yaz döneminde 30,54 kW ortalama saatlik güç üretimine karşılık kış döneminde bu değer saatlik ortalama 48 kW olarak gözlemlenmiştir. Mevsimsel dönem farklılıkları ile konut sakinlerinin enerji kullanım alışkanlıklarının birbirinden farklı olması kurulumu sağlanan sistemin uykuya geçme süresini dönemsel olarak etkilemiştir. Bundan dolayı yaz dönemindeki sistemsel uyku modu kış dönemine göre %44 daha fazladır. Termodinamik analizler sonucunda, sistemin birinci yasa verimi % 85,09 olarak bulunmuştur. Son olarak çevre etki analiziyle, sistemin doğaya karşı faydaları incelenerek mikro kojenerasyonun devrede olduğu her yıl için sitenin yıllık 30 yetişkin ağacı doğaya kazandırdığı hesaplanmıştır.

Micro-cogenerations are combined heat-power generation systems that generate heat and electricity simultaneously from a single source. These are usually natural gas-powered and small-capacity systems that generate electricity for in-situ consumption. The waste heat generated during electricity generation is converted into useful thermal energy for space heating system, domestic hot water etc. In this study, the first residential micro-cogeneration application in Turkey were examined in terms of energy production, economy, exergy, analysis and environmental impact. The micro-cogeneration installed has a capacity of 71 kWe and 115 kWt and applied to a multi-family house with 137 apartments. This system consumed an average of 6,998 m³ / month of natural gas and received 18,480 kWh / month of electricity in return. The electrical energy drawn from the network has decreased by 51% with the use of micro-CHP producing electricity on-site. While the micro cogeneration system produced an average hourly power of 30.54 kW in the summer period, this value was observed as an average of 48 kW per hour in the winter period. Since seasonal period differences and energy usage habits of residents differ from each other, the system was inserted into sleep-mode 44% more in summer than winter. As a result of series of analysis, the energy efficiencyof the system has been determined as 85,09 %. Last but not the least, by examining the benefits of the system to nature, it has been determined that the site has brought 30 adult trees annually to the nature for each year when micro cogeneration is in use.