Organik rankine çevriminin termo-ekonomik analizi ve optimizasyonu için açık kaynak kodlu yazılım geliştirilmesi

Authors : Mehmet Berk Azdural, Ali Kahraman, Sadık Ata

Pages : 588-600

View : 38 | Download : 17

Publication Date : 2025-08-25

Article Type : Research Paper

Abstract :Organik Rankine çevrimi (ORC), atık ısı geri kazanımı ve jeotermal enerji uygulamalarında yaygın kullanılan bir güç çevrimidir. Özellikle jeotermal enerji gibi düşük ısı kaynaklı uygulamalarda elektrik üretimini mümkün kılmaktadır. ORC sistemlerinin tasarımı çeşitli mühendislik zorlukları içermektedir. Bu sebeple hesaplamalar bilgisayar ortamında gerçekleştirilmeli, kolaylıkla tekrarlanabilir ve teyit edilebilir olmalıdır. Bu alandaki çalışmalar mühendislik yazılımlarının geliştirilmesine ihtiyaç duymaktadır. Mühendislik yazılımlarının geliştirilmesi zaman ve maddi kaynak gerektirdiği için yazılım firmaları tarafından geliştirilen bu tür araçlar ticari olarak kullanıma sunulmaktadır. Çalışmada, kullanıcı grafik arayüzüne sahip, kaynak kodu herkesin kullanımına açık olan, herhangi bir platforma bağlı olmayan ve ücretsiz indirilip dağıtılabilen, eğitim amaçlı bir basit Organik Rankine çevrimi (ORC) hesaplayıcısı Python dili kullanılarak geliştirilmiştir. Geliştirilen yazılımın literatürdeki çalışmaların tasarım şartlarında çalıştırılmasıyla %10’un altında bir hata oranına ulaşılmıştır. Çalışma iki ana bölümden oluşmaktadır. İlk bölümde geliştirilen açık kaynaklı programdan bahsedilmiş olup. İkinci bölümde ise Pymoo açık-kaynaklı kütüphanesi kullanılarak çok amaçlı proses optimizasyonu çalışması yürütülmüştür. R245fa akışkanı için LCOE (Seviyelendirilmiş enerji maliyeti)- Wnet (Güç çıktısı) amaç fonksiyonları Tsup(Aşırı kızdırma sıcaklığı) ve ΔTpp,evap (Evaporatör pinch noktası sıcaklık farkı) parametrelerinin değişimine göre incelenmiştir. Ağırlık fonksiyonunun %30-%70; %50-%50; %70-%30 olması durumunda optimum ΔTpp,evap değerleri tespit edilmiştir. Bu çalışma sonucunda %50 minimum LCOE-%50 maksimum Wnet için optimum noktalar 79.8 oC türbin giriş sıcaklığı ve 6.84 oC ΔTpp, evap olarak tespit edilmiştir. Bu şartlarda 2213 kW net güce ulaşırken 0.07806 $/kWh LCOE değerine ulaşılmıştır.
Keywords : Açık kaynak kod, Çok amaçlı, Kullanıcı grafik arayüzü (GUI), NSGA-II, Optimizasyon, Organik rankine çevrimi (ORC)

ORIGINAL ARTICLE URL