Jeotermal güç santralinde sentetik yakıt üretiminin enerji, ekserji tekno-ekonomik analizi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Dokuz Eylül Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Makina Mühendisliği Ana Bilim Dalı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2025
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: DOĞUKAN SÜLEYMAN MIZRAK
Danışman: CAN ÖZGÜR ÇOLPAN, YAĞMUR NALBANT ATAK
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu çalışma sentetik metan üretimi yapan ve jeotermal güç santraline entegre edilen bir sistemin termodinamik ve tekno-ekonomik analizini içermektedir. Sentetik metan üretim süreci jeotermal sistemin çıktısı olan ve yoğuşmayan gazlar olarak nitelendirilen gaz akışının içerisinde bulunan karbondioksitin yakalanarak metanasyon reaksiyonu ile sentetik metana dönüştürülesini kapsamaktadır. Çalışmada yakalanan karbondioksitin bir kısmı Sabatier reaktörüne gönderilmekte, yine jeotermal sisteme entegre edilen bir elektrolizörden elde edilen hidrojen ile tepkimesi sonucunda sentetik metan üretimi yapıldığı gösterilmiştir. Sentetik metan üretimi için gereken karbondioksitin fazlası yine basınçlandırma yapılarak tekrardan kuyuya geri gönderilmekte böyleylikle kuyu sağlığı ve devamlılığıda sağlanmaktadır. Rezervuar sıcaklığının, Organik Rankine Çevriminde kullanılan çalışma sıvısı türünün ve Sabatier reaktörünün çalışma sıcaklığının üretilen metan miktarı ve entegre güç-metan üretim sisteminin termal ve ekserji verimliliği üzerindeki etkileri ayrıntılı olarak analiz edilmiştir. Ayrıca, elektrolizörün kapasitesinin net güç üretimi ve sistemin genel termal ve ekserji verimliliği üzerindeki etkisi de araştırılmıştır. PTG sisteminin geri ödeme süresi ve metan maliyetinin seviyelendirilmesi hesaplamaları da dahil olmak üzere, sistemin tekno-ekonomik analizi gerçekleştirilmiştir. EES kullanılarak oluşturulan matematik model ile R290 gazının en yüksek verimliliği sağladığı gösterilmiştir. Bu çalışma, jeotermal enerjinin tesislerinin sadece elektrik üretimiyle sınırlı kalmayıp, sentetik yakıt üretimi yapabilen bir sistemle entegre edilebileceğini göstermekte buna ek olarak çok daha işlevli ve karbon azaltımına yönelikte bir sorun çözücü sistemlere evrilebileceğini ortaya koymaktadır.