İçeriğe atla

Kombine çevrim enerji santrali

Gateway Generating Station, Kaliforniya'da bulunan 530 megawatt elektrik üretim kapasitesine sahip bir doğal gaz kombine çevrim enerji santralidir.

Kombine çevrim enerji santrali, birbiri ardına sıralanmış, aynı ısı kaynağını kullanarak mekanik enerji üreten bir ısı motorları grubudur. Karada elektrik üretimi için kullanıldığı zaman kombine çevrim gaz türbini (çoğunlukla İngilizce kısaltması olan CCGT ile anılır) tesisi olarak adlandırılır. Benzer adlandırma, deniz taşıtlarında da kullanılır ve kombine gaz ve buhar (çoğunlukla İngilizce kısaltması olan COGAS ile anılır) tesisi olarak adlandırılır. İki veya daha fazla termodinamik çevrimin birleştirilmesi, genel verimliliği artırarak yakıt maliyetlerini azaltır.

Kombine çevrim enerji santrallerinin çalışma prensibi, ilk ısı motorunda çevrimin tamamlanmasından sonra aracı akışkanın (egzoz), ikinci bir ısı motorunu çalıştırarak ek enerji üretimi sağlayabilecek kadar sıcak olmasına dayalıdır. Genellikle ilk çevrimden (Brayton çevrimi) sonra hâlâ enerji üretimine yetecek kadar ısıya sahip olan egzoz (baca gazı), bir ısı değiştiriciden geçerek bu içerdiği ısıyı başka bir aracı akışkana aktarır. İkinci aracı akışkan genellikle sudur ve baca gazından aldığı ısıyla buharlaşır. Oluşan buhar ile ikinci bir çevrimde (Rankine çevrimi) enerji üretilir.

Birden fazla çevrimle güç üreterek, sistemin genel verimliliği %50-60 oranında artırılabilir. Yani örneğin %34'lük bir genel verimden (basit çevrimiçin), %64'e (kombine çevrimiçin) kadar çıkılabilir.[1] Isı motorları, kullandıkları yakıtlardan elde edilen enerjinin yalnızca bir kısmını enerjiye çevirebilir, bu nedenle kombine çevrim yerine basit çevrim kullanıldığında (çoğunlukla bir gaz türbini) yanma sonrası açığa çıkan sıcak egzoz gazındaki (baca gazı) ısı, kullanılamadan boşa gider.

Kaynakça

  1. ^ "HA technology now available at industry-first 64 percent efficiency" (Basın açıklaması). GE Power. 4 Aralık 2017. 4 Aralık 2018 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 9 Nisan 2022. 

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">İçten yanmalı motor</span> yakıtın yanma odasında oksitleyici ile yandığı motor

İçten yanmalı motorlar, yakıt'ın motor içinde yanma odası adı verilen sınırlı bir alan içinde yakılması ile oluşan basıncın, piston denen parçayı hareket ettirmesi ile oluşan makinelerdir.

Dıştan yanmalı motor, yakıtın yanması ile sistemde çalışacak olan farklı bir akışkanı ısıtarak o akışkan aracılığı ile enerji dönüşümünü yapan bir motordur.

Brayton çevrimi, genel olarak gaz türbinlerinde kullanılan, periyodik bir prosestir. Günümüzde geçerli olan gaz akışkanlı güç çevrimleri içinde önemli bir yer tutar. Diğer içten yanmalı güç çevrimleri gibi açık bir sistem olmasına rağmen; termodinamik analiz için egzoz gazlarının ikinci bir ısı değiştirgecinden geçtikten sonra içeri alınıp tekrar kullanıldığı farzedilir ve kapalı bir sistem gibi analize uygun hale gelir. İsmini, mucidi olan George Brayton’dan almıştır. Aynı zamanda Joule çevrimi olarak da bilinir.

<span class="mw-page-title-main">Stirling motoru</span>

Stirling motoru, sıcak hava motoru olarak da bilinir. Dıştan yanmalı motorlu bir ısı makinesi tipidir. Isı değişimi prosesi, ısının mekanik harekete dönüşümünün ideal verime yakın olmasına izin verir.

<span class="mw-page-title-main">İki zamanlı motor</span> Motor tipi

İki zamanlı motor, içten yanmalı bir motor tipidir. Daha yaygın olarak kullanılan dört zamanlı motordan farkı, pistonun doğrusal hareketlerinde 4 yerine 2 stroka sahip olmasıdır. İki zamanlı motorlarda emme ve sıkıştırma 1 strokta, yanma ve egzoz 1 strokta yapılır. Dört zamanlı motorlarda ise her iş için 1 strok gerekir.

<span class="mw-page-title-main">Turboşarj</span> Motora daha fazla hava pompalayıp güç üreten parça

Turbo, içten yanmalı motorlarda pistonların hızlı hareketleri esnasında azalan hava emişini, yani pistonlara ihtiyaç duydukları havayı pompalayan atmosfer basıncına ek basınç yaratan bir mekanizmadır.

<span class="mw-page-title-main">Turbofan</span> jet motor türü

Turbofan, itişi egzoz gazıyla beraber, ön kısımdaki geniş fanla da sağlanan güvenilir ve bakımı kolay jet motoru tipidir. Ön kısmı büyük, arka kısmı koni şeklinde ve daha küçüktür. Genelde yolcu uçaklarında kullanılır.

<span class="mw-page-title-main">Termik santral</span> ısı enerjisinin elektrik enerjisine dönüştürüldüğü santral türü

Termik santral, ana işletici makinesi buhar gücüyle çalışan güç santralıdır. Isıtılan su buhara dönüştürülerek bir elektrik üretecini süren buhar türbinini döndürmekte kullanılır. Türbinden geçen buhar Rankine çevrimi denilen yöntemle bir yüzey yoğunlaştırıcıda yoğunlaştırılırak geri suya dönüştürülür. Termik santralların tasarımları arasındaki en büyük farklılık kullandıkları yakıt tiplerine göredir. Bu tesisler ısı enerjisini elektrik enerjisine dönüştürmekte kullanıldığından bazı kaynaklarda enerji dönüşüm santrali olarak da geçer. Bazı termik santrallar elektrik üretmenin yanı sıra endüstriyel ve ısıtma amaçlı ısı üretimi, deniz suyunun tuzdan arındırılması gibi amaçlarla da kullanılır. İnsan üretimi CO2 emisyonunun büyük kısmını oluşturan fosil yakıtlı termik santralların çıktılarını azaltma yönünde yoğun çabalar harcanmaktadır.

<span class="mw-page-title-main">Kojenerasyon</span>

Kojenerasyon, tercihen ısı tüketimi olan yerlerde kullanılan ve aynı zamanda bölge ısıtma ağını yararlı ısıyla besleyebilen elektrik enerjisi ve ısı üretebilen modüler yapılı bir sistemdir. Bu sistem kombine ısı ve güç sistemi ilkesine dayanmaktadır.

<span class="mw-page-title-main">Gaz türbini</span> içten yanmalı motor tipi

Gaz türbini, bir tür sürekli ve içten yanmalı motordur. Bütün gaz türbinlerinde ortak bulunan ana bileşenler aşağıdaki gibidir:

<span class="mw-page-title-main">Jet motoru</span> fosil yakıtlı motor türü

Jet motoru veya diğer adıyla tepkili motor, atmosferden aldığı havayı sıkıştırıp jet yakıtıyla yakarak ısıtan havacılık motoru. Bu ısıtma sonucunda ortaya çıkan gazları, hızla dışarı püskürterek, ters yönde bir itiş gücü oluşturur ve bu güçle, motorun bağlı olduğu aracın hareket etmesi sağlanır. Bu motorlar, Newton'ın hareket yasalarına bağlı olarak geliştirilmiştir. Bu yasaya göre; her etki eşit büyüklükte ve ters yönde bir tepki doğurur.

<span class="mw-page-title-main">Otomotiv termoelektrik üreteci</span>

Otomotiv termoelektrik üreteci (OTÜ), içten yanmalı motordaki atık ısıyı Seebeck etkisini kullanarak elektrik enerjisine dönüştüren bir cihazdır. Normal bir OTÜ, dört ana bileşenden oluşur: Sıcak taraflı ısı eşanjörü, soğuk taraflı ısı eşanjörü, termoelektrik malzeme, sıkıştırma sistemi. OTÜ'ler sıcak taraftaki ısı eşanjörüne bağlı olarak iki kategoriye ayrılabilir: Egzoz tabanlı ve soğutucu tabanlı. Egzoz tabanlı OTÜ'ler, atık ısıyı içten yanmalı motorun egzozlarından elektrik enerjisine dönüştürür. Alternatif olarak soğutucu tabanlı OTÜ'ler antifrizin atık ısısını elektrik üretmek için kullanır.

Gemi makineleri, bir geminin ilerlemesini sağlayan gücü ve ihtiyaç duyulan elektriği, suyu, buharı üreten; kullanılan, ihtiyaç duyulan ya da atık olan her türlü akışkanın dolaşımını, ısı değişimini, arıtılmasını ve bertarafını sağlayan; yüklerin transferini sağlayan; seyir halinde, limanda veya demirleme esnasında geminin güvenli bir biçimde kalmasını sağlayan sistemlerdir.

<span class="mw-page-title-main">Roket motoru</span>

Roket motoru, genellikle yüksek sıcaklıktaki gaz olan yüksek hızlı itici bir sıvı jeti oluşturmak için tepkime kütlesi olarak depolanmış roket itici gazlarını kullanır. Roket motorları, Newton'un üçüncü yasasına göre kütleyi geriye doğru fırlatarak itme üreten tepki motorlarıdır. Çoğu roket motoru, gerekli enerjiyi sağlamak için reaktif kimyasalların yanmasını kullanır, ancak soğuk gaz iticileri ve nükleer termal roketler gibi yanmayan biçimleri de mevcuttur. Roket motorları tarafından tahrik edilen araçlara genellikle roket denir. Roket araçları, çoğu yanmalı motorun aksine kendi yükseltgen taşır, bu nedenle roket motorları, uzay aracını ve balistik füzeleri itmek için bir boşlukta kullanılabilir.

<span class="mw-page-title-main">Elektrik üretimi</span>

Elektrik üretimi, elektrik ve diğer kaynaklardan birincil enerji üretme sürecidir. Elektrik üretiminin temel ilkeleri İngiliz bilim insanı Michael Faraday tarafından 1820'lerde ve 1830'ların başında keşfedildi. Onun temel yöntemi bugün hâlâ kullanılmaktadır: Elektrik, bakır gibi iletken bir telin manyetik bir alan içinde hareket ettirilmesi ile üretilir. Elektrik jeneratörü, bir mıknatıs içinde dönen sarılı iletken tellerin bulunduğu ve bu tellerin mıknatıs içinde dönmesiyle elektrik akımı üreten bir makinedir. Evlerimizde, işyerlerimizde, endüstride gereksinim duyduğumuz büyük miktardaki elektrik enerjisini elde etmek için, elektrik jeneratörlerini döndürecek büyük güç santrallarına ihtiyaç duyarız. Çoğu güç santrali, jeneratörü döndürmek için ısı üretiminde bulunurlar. Fosil yakıtlı santrallar ısı üretimi için doğal gaz, kömür ve petrol yakarlar. Nükleer santrallar da uranyum yakıtını parçalayarak ısı üretirler. Ancak bütün bu değişik tip santrallar ürettikleri ısıyı, suyu buhar haline dönüştürmek için kullanırlar. Oluşan buhar ise elektrik jeneratörüne bağlı olan türbine verilir. Su buharı, türbin şaftı üzerinde bulunan binlerce kanatçık üzerinden geçerken daha önce üretilen ısıdan almış olduğu enerjiyi kullanarak, türbin şaftını döndürür. İşte bu dönme, jeneratörün elektrik üretmek için gereksinim duyduğu mekanik harekettir. Jeneratörde oluşan elektrik ise iletim hatları denilen iletken teller ile kullanılacağı yere gönderilir. Türbinden çıkan, enerjisi diğer bir deyişle basınç ve sıcaklığı azalmış buhar ise yoğunlaştırıcı (kondenser) denilen bölümde soğutulup su haline dönüştürüldükten sonra, tekrar kullanılmak üzere santralın ısı üretilen bölümüne geri gönderilir. Yoğunlaştırıcıda soğutma işini sağlayabilmek için deniz, göl veya ırmaklarda bulunan su kullanılır. Su kaynaklarından uzak bölgelerde ise santralın hemen yanında bulunan ve uzaktan bakıldığı zaman geniş dev bacalara benzeyen soğutma kuleleri kullanılır. Bu kulelerin üzerinde görülen beyaz duman ise su buharıdır.

<span class="mw-page-title-main">Baca gazı</span> bir baca yoluyla atmosfere yayılan gaz

Baca gazı, şömine, fırın, ocak, kazan veya buhar kazanlarından çıkan egzoz gazlarının taşınması için yapılmış bacalar yoluyla atmosfere bırakılan gazdır. Baca gazı terimi büyük çoğunlukla enerji santrallerinde gerçekleştirilen yanma sonrası oluşan egzoz gazını ifade eder. Baca gazlarının bileşimi neyin yakıldığına bağlı olarak değişse de, genellikle büyük oranda azot, fazla oksijen, karbondioksit ve su buharı içerir. Azot ve oksijen yanma tepkimesi için kullanılan havadan gelmektedir. Baca gazları, bunlara ek olarak partiküller, karbonmonoksit, azot oksitler ve kükürt oksitler gibi kirleticileri de yüzdece küçük miktarlarda içermektedir.

Akışkan gücü için, aracı akışkan, kuvvet, hareket veya mekanik enerji aktaran bir gaz veya sıvıdır. Hidrolikte, su veya hidrolik sıvı; hidrolik elamanlar arasında kuvvet transferini sağlar. Pnömatikte, aracı akışkan, pnömatik elemanlar arasında kuvvet ileten hava veya başka bir gazdır. Pnömatik sistemlerde, aracı akışkan sıkıştırılabilir olduğu için aynı zamanda enerji de depolar.

Mikrotürbinler, pistonlu motor turboşarjlarından, uçak yardımcı güç ünitelerinden (APU) veya küçük jet motorlarından, buzdolabının boyutundan geliştirilen 25 ila 500 kilowatt gaz türbinidir. 30-70 kW olan ilk türbinler, 200-250 kW'a kadar geliştirilmiştir.

<span class="mw-page-title-main">Tekirdağ Doğal Gaz Kombine Çevrim B Santrali</span>

Tekirdağ Doğal Gaz Kombine Çevrim B Santrali, Tekirdağ'ın Marmaraereğlisi ilçesinde bulunan doğal gazdan kombine çevrim ile enerji üreten bir elektrik santralidir. Tesis inşasına Eylül 1996 yılında başlanmış ve 1999 yılında işletmeye alınmıştır. Günümüzde EÜAŞ tarafından işletilen santralin kurulu gücü 478 MW'tır.

<span class="mw-page-title-main">Isı geri kazanımlı buhar jeneratörü</span>

Isı geri kazanımlı buhar jeneratörü, kombine çevrim ve kojenerasyon santrallerindeki gaz türbinlerinin çıkışında oluşan yanma gazındaki atık ısının geri kazanılarak buhar üretiminin sağlandığı bir atık ısı kazanı çeşididir.