Thermodynamic and performance evaluation of an integrated geothermal energy based multigeneration plant

Authors : Yunus Emre YUKSEL

Pages : 381-401

Doi:10.31202/ecjse.648657

View : 13 | Download : 7

Publication Date : 2020-05-31

Article Type : Research Paper

Abstract :Bu çalışmada, hidrojen, elektrik, sıcak su, kurutma, ısıtma ve soğutma üretimini amaçlayan jeotermal enerji temelli yeni bir entegre multi-jenerasyon enerji üretim sistemi tasarlanmış ve incelenmiştir. Bu entegre multi-jenerasyon enerji sisteminde proton değişimli membran elektrolizör, hidrojen kompresyon ünitesi, organik Rankine çevrimi, tek etkili absorpsiyonlu soğutma çevrimi, sıcak su depolama tankı ve kurulama ünitesi bulunmaktadır. Önerilen sistemi termodinamik açıdan değerlendirmek için enerji ve ekserji analizleri uygulanmıştır. Sistemin toplam enerji ve ekserji verimlilikleri sırasıyla %37,65 ve %39,62 olarak hesaplanmıştır. Buna ek olarak, bazı önemli değişkenlerin sistemin performansına etkisini gözlemlemek için parametrik analiz yapılmıştır. Bu parametreler durgun hal sıcaklığı, jeotermal akışkanın kütle akış oranı, jeotermal kaynağın sıcaklığı ve ısı eşanşörü 1’in sıkışma noktası sıcaklığı olarak belirlenmiştir. Durgun hal sıcaklığında, jeotermal akışkanın kütle akış oranında ve jeotermal kaynağın sıcaklığında meydana gelen herhangi bir artışın sistem performansına olumlu etkisi olduğu, ısı eşanşörü 1’in sıkışma noktası sıcaklığındaki artışın sistemin performansını olumsuz etkilediği sonucuna ulaşılmıştır. Jeotermal kütle akış oranı 8,125 kg/s ve sıcaklığı 168 °C iken hidrojen üretim hızı 0,0024 kg/s ile maksimum seviyeye ulaşmıştır. 
Keywords : yenilenebilir enerji, jeotermal, termodinamik, ekserji, multi jenerasyon