Elektrik Enerjisi Üretimi

Dr. Öğr. Üyesi Emrah ÇETİN

Kojenerasyon - Trijenerasyon

Kojenerasyon kısaca, enerjinin hem elektrik hem de ısı formlarında aynı

sistemden üretilmesidir ve iki enerji formunun da tek tek kendi başlarına

ayrı yerlerde üretilmesinden daha ekonomiktir.

Sadece elektrik üreten bir gaz türbini ya da motor kullandığı enerjinin

yaklaşık %30 kadarını elektriğe çevirebilir. Bu sistemin kojenerasyon

şeklinde kullanılması halinde sistemden dışarıya atılacak olan ısı

enerjisinin büyük bir bölümü de kullanılabilir enerjiye dönüştürülerek

toplam enerji girişinin % 70-90 arasında değerlendirilmesi sağlanabilir.

Ek olarak kojenerasyon santrallerinde üretilen elektrik enerjisi yerel

kullanım amaçlı olduğu için iletim ve dağıtım kayıpları gözardı edilir ve

santral veriminde % 15-40 artış sağlanmış olur. Bu tekniğe “birleşik ısı-

güç sistemleri ya da kojenerasyon” denir.

Kojenerasyon ve klasik sistemler arasındaki verimlilik farkını, hem atık

ısının kullanılabilir enerjiye dönüştürülmesi hem de kojenerasyon

sistemlerinde enerji üretiminin, tüketim yerinin yakınlarında olmasından

dolayı kayıpların minimum seviyelerde olması gösterilebilir. Hem sanayide

hem de konut ısıtması için gerekli olan elektrik enerjisi ve ısıl enerjisinin,

aynı kaynaktan karşılanması ile yapılacak olan enerji tasarrufu çevre

kirliliğini ve dışa bağımlılığımızı azaltacaktır. Bundan dolayıdır ki; elektrik

ve ısı enerjisinin aynı kaynaktan karşılanması olan kojenerasyon yöntemi

gereklidir.

Kojenerasyon Sisteminin Çalışma Prensibi Nedir?

Santraldeki işlemler sırasıyla şu şekilde gelişir;

1. Kompresör basınçlı havayı yakma hücresine gönderir.

2. Yakıt kaynağından, yakma hücresine yakıt gelir.

3. Yanma ürünü sıcak gazlar, gaz türbinine gelerek rotasyonel hareketi sağlar.

4. Rotasyonel enerji, jeneratör aracıyla elektrik enerjisine çevrilir.

5. Buraya kadar olan işlemler, geleneksel elektrik üretiminde kullanılan

adımlardır. Bu noktadan itibaren, kojenerasyon teknolojisi başlar. Önceki

adımda yanma ürünü gazlar, atık ısı değerlendirme kazanına gelerek buhar

üretiminde kullanılır.

6. Oluşan buharın bir kısmı, ısınma ve sıcak su ihtiyaçlarında kullanılır.

7. Diğer kısmı ise buhar türbinine gönderilerek, rotasyonel hareketi sağlar.

8. Rotasyonel enerji, jeneratör aracıyla elektrik enerjisine çevrilir.

Kojenerasyon sistemlerinden elektrik enerjisi ile beraber üretilen sıcak su veya

buhar, “absorption chiller” adı verilen bir sistemden geçirilerek soğutma amaçlı

soğuk su üretilebilmektedir. Bu şekilde dizayn edilmiş sistemlere; elektrik, ısıtma

ve soğutma enerjisinin ucunun aynı anda üretilebildiği için “TRIJENERASYON”

adı verilmektedir.

KOJENERASYONUN VE TRIJENERASYONUN AVANTAJLARI;

• Elektrik üretirken aynı zamanda ihtiyaca bağlı sıcak su, buhar, sıcak gaz, kızgın

yağ veya soğuk su üretme imkanı.

• Geniş ürün yelpazesiyle konut, ticari ve endüstriyel alandaki enerji tüketicilerine

cevap verebilme.

• Doğal gaz başta olmak üzere propan, mazot, çöp gazı, biyogaz vb. yakıtlarla

çalışarak kesintisiz, kaliteli ve yüksek verimde enerji üretimi.

• Düşük gürültü seviyesi ile konut ve ticari alanda uygulanabilme kolaylığı.

• Elektrik şebekesine paralel, şebekeden bağımsız ya da yedek güç olarak

çalışabilme.

• Düşük egzoz gazı emisyonları ve yüksek yanma verimiyle çevreyle dost.

• Düşük işletme maliyeti ve sürekli güvenilir çalışma özelliği ile kısa sürede kendini

geri ödeyen karlı bir yatırım.

• Çalışan parça sayısı diğer soğutma gruplarına göre az olduğu için arıza yapma

olasılığı düşük. O nedenle bakım ihtiyacı az.

• Enerji maliyeti düşük

Ele

ktri

k En

erj

isi Ü

reti

m

Çe

şitl

eri

Yenilenemez (Fosil) Kaynaklı

Doğalgaz

Kömür

Nükleer

Petrol türevleri

Yenilenebilir Kaynaklı

Hidrolik

Rüzgar

Güneş

Jeotermal

Dalga

Gelgit

Hidrojen

Biokütle (atık)

Dünya elektrik enerjisi üretim santrallerinin kaynaklara göre dağılımı, 2017

Almanya elektrik enerjisi üretim santrallerinin kaynaklara göre dağılımı, 2017

ABD elektrik enerjisi üretim santrallerinin kaynaklara göre dağılımı, 2017

KÖMÜR KAYNAKLI

SANTRALLER

S. Santral Adı İl Firma Yakıt Tipi Kurulu Güç

1) Zonguldak Eren (ZETES) Zonguldak Eren Enerji İthal Kömür 2.790 MW

2) Afşin - Elbistan B Termik Santrali Kahramanmaraş EÜAŞ Linyit 1.440 MW

3) Afşin Elbistan A Termik Santrali Kahramanmaraş Çelikler Enerji Linyit 1.355 MW

4) Cenal Karabiga Termik Santrali Çanakkale Alarko Enerji İthal Kömür 1.320 MW

5) İSKEN Sugözü Termik Santrali Adana Steag Enerji İthal Kömür 1.320 MW

6) İÇDAŞ Bekirli Termik Santrali Çanakkale İÇDAŞ Elektrik İthal Kömür 1.200 MW

7) İskenderun Atlas Termik Santrali HatayDiler Holding Enerji Grubu

İthal Kömür 1.200 MW

8) Soma B Termik Santrali Manisa Konya Şeker Enerji Linyit 990 MW

9) Kemerköy Termik Santrali Muğla Limak Enerji Linyit 630 MW

10) Yatağan Termik Santrali Muğla Bereket Enerji Linyit 630 MW

Türkiye’deki en büyük ilk 10 kömür santrali aşağıdaki gibidir.

1. Ham kömür silosu (Bunker): Vagonlarla getirilen işlenmemiş kömürün depolandığı

yerdir.

2. Besleyici: Öğütücü makine için, uygun miktarda kömürü otomatik olarak ayarlayan

makinedir.

3. Öğütücü (Değirmen): Kömürü çok ince toz haline getirir.

4. Ocak (Yakıcı): Yakıtın yakıldığı kısımdır.

5. Kazan: Boru demetinde, sudan ayrılan buharın ve ekonomizörden gelen düşük

yoğunluklu buharın toplandığı kısımdır.

6. Kızdırıcı: Kazandan gelen, düşük ısılı buharın sıcaklığını ve dolayısıyla basıncını artıran

kısımdır.

7. Ekonomizör: Kazan boru demetini terk eden, gaz halindeki yanma ürünleri yüksek

sıcaklıktadır. Bunların, bacadan direkt olarak atılması fazlaca enerji (ısı) kaybına neden

olur. Atılmak üzere giden sıcak gazların, bir kısmından faydalanmak için ekonomizör

kullanılır. Besleme suyunu bir miktar ısıtır.

8. Dom: Ekonomizör ve buharlaştırıcı borulardan gelen suyun toplandığı yarısı buhar yarısı

su olan tanktır.

9. Toz tutucu (Elektro Filtre): Atılmak üzere bacaya giden, çevreye zararlı tozların

tutulduğu yerdir.

10. Emme fanı: Yanmış gazları, kazanın ısı transfer yüzeyinden, kızdırıcıdan, ekonomizör

ve hava ısıtıcısından çekerek ocak basıncını atmosfer basıncının biraz altında tutan

elemandır.

Kömür Santrallerinin Bölümleri

11. Hava ısıtıcı: Bacaya giden, yüksek ısıdaki yanmış gazların ısısını bir miktar düşüren,

yanma için gerekli havayı ısıtan bununla birlikte öğütücüdeki kömürün kurutulması için

sıcaklık temin eden kısımdır.

12. Türbin: Yüksek basınçlı buharın kinetik enerjisini, mekanik enerjiye dönüştüren makine

düzeneğidir. Buhar türbinlerinde, enerji doğrudan türbin miline geçtiğinden verimleri

yüksektir. Türbinler yüksek devirler elde etmek için, yatay milli olarak yapılmışlardır. Enerji

üretmede kullanılan buhar sıcaklığı 600°C ile 950°C arasındadır. Verimi, türbinin

büyüklüğüne buhar basıncına ve sıcaklığına göre değişir.

13. Kondenser (Yoğunlaştırıcı): Türbinden çıkan kullanılmış buhar, kondensere gönderilir.

Buharın tekrar suya dönüştürülmesi (yoğunlaştırılması) işlemini yapan kısımdır. Kondenser,

içinden soğuk suların pompalandığı borulardan oluşan büyük bir odadır.

14. Degazör: Kondenserden gelen yoğunlaşmış buharın su haline gelerek toplandığı su

tankı ve aynı zamanda kazan tasfiye sisteminden gelen saf suyun da depolandığı su

tankıdır.

15. Kondenser pompası: Kondenserde elde edilen yoğunlaştırılmış buhar ortalama 20°C-

40°C arasındadır. Yoğunlaşan buharı, tekrar ısıtıcılara pompalayan elemandır.

16. Kazan suyu besleme pompası: Alçak ve yüksek basınç ısıtıcılarında ısıtılan suyu,

ekonomizöre gönderen elemandır.

Kömür Santrallerinin Bölümleri

17. Alçak basınç-Yüksek basınç ısıtıcıları: Besleme suyunu, türbinden aldığı buharla

ısıtan kısımdır.

18. Yumuşatıcı: Buhar elde etmek için kullanılan su içerisinde bulunan, kireç

maddelerinin sistemde kabuk-tortu oluşturmamasını temin için kullanılan elemandır.

19. Baca: Kazan içindeki işi biten duman gazının dışarı atıldığı kısımdır.

20. Jeneratör (Alternatör): Türbin mekanik enerjisini, elektrik enerjisine dönüştüren

makinedir.

21. Külhan: Yakılan kömürün küllerinin toplandığı kısımdır.

Kömür Santrallerinin Bölümleri

Kömür santralleri (Termik Santraller) için enerji dönüşüm şeması

Zonguldak Eren (ZETES) Termik Santrali (2790 MW)

Duyurular için Bozok pbs adresi;

www.emrahcetin.com

emrahcetin

emrah-cetin

emrah.cetin@bozok.edu.tr