Oturum Başkanı: Dilşad BAYSAN ÇOLAK

Oturum Başkanı: Dilşad BAYSAN ÇOLAK

Özay KAS Makine Y.Müh. Arke Energy Systems

Kojenerasyon; birleşik ısı ve güç üretimi, diğer bir deyişle elektrik enerjisi ve ısı enerjisinin birlikte üretilmesi şeklinde tanımlanabilir. Küçük (50-1.000 kwe) orta (>1.000 kwe) ölçekli kojenerasyon sistemlerinin kullanımı endüstriyel tesisler başta olmak üzere yaygındır. Teknik anlamda mikro kojenerasyon sistemleri için bir üst limit henüz tanımlanmasa da yasal mevzuata göre 50 kwe tan küçük üniteler mikro kojenerasyon olarak tanımlanır.

Kojenerasyonun tercih edilme nedenleri başlıca aşağıdaki gibi sıralanabilir. Kullanılabilir elektrik ve ısının aynı tesiste birlikte üretilebilmesine olanak vermesi Enerji tasarrufu sağlaması Üretimin, tüketimin olduğu yerde yapılmasıyla şebeke kayıplarının azaltılması Zararlı gazların salınımın azaltılmasına katkı Arz güvenliğinin sağlanmasına katkı Enerjide dışa bağımlılığın azaltılmasına katkı

TESİS ÇEVRİM VERİMİ İLETİM KAYIPLARI FAYDALI ENERJİ % 40 MERKEZİ SANTRAL % 50 % 10 BÖLGESEL ISITMA % 80 % 5 % 75 KÜÇÜK KOJENERASYON % 90 % 2 % 88 MİKRO KOJENERASYON % 90 % 0 % 90

İçten Yanmalı Motorlar (Otto Çevrimi) Gaz Türbinleri Kombine Çevrim Santralları İçten Yanmalı Motorlar (Dizel Çevrimi / Ağır Yakıtlı)

İçten Yanmalı Motorlar (Otto Çevrimi) Mikro Türbinler Dıştan Yanmalı Motorlar (Stirling Çevrimi) Yakıt Pilleri

İçten Yanmalı Motorlar (Otto Çevrimi) Otto çevrimi ile çalışan kojenerasyon ünitelerinin çevrim verimleri %80-96 arasında değişmektedir. Avrupa ülkeleri başta olmak üzere tüm dünyada yaygın olarak kullanılmaktadır.

Kojenerasyon sistemleri, kullandığı her 100 birim yakıt enerjisinin; %38-44 sini Elektrik Enerjisi ne, %45-55 sini Isı Enerjisi ne dönüştürür. ÇEVRİM KAYIPLARI (% 5-15) ELEKTRİK ÜRETİMİ (% 38-44) ISI ÜRETİMİ (% 45-55) Egzost Sistemi Ceket Soğutma Sistemi Aftercooler Soğutma Sistemi Buhar Üretimi (4-15 Bar ) Sıcak Su Üretimi (90-70 C)/(40-45 C) Absorbtion Chiller ile Soğuk Su Üretimi (7-12 C) YAKIT GİRİŞİ (%100)

KAYIPLAR ISI URETIMI ELEKTRIK URETIMI KAYIPLAR KAYIPLAR ISI URETIMI ELEKTRIK URETIMI YAKIT TASARRUFU Kojenerasyon sistemleri, kullandığı 100 birim enerji nin; 40 birim ini Elektrik Enerjisi, 50 birim ini Isı Enerjisi olarak kullanıma sunar. Aynı miktarda elektrik ve ısı enerjisinin sağlanması için konvansiyonel elektrik santralında 100 birim, ısı santralında 55 birim yakıt kullanılması gerekir. Böylece, aynı miktarda enerjinin sağlanması için konvansiyonel sistemde 155 birim enerji gerekirken, kojenerasyon sisteminde ihtiyaç 100 birimdir. ISI SANTRALI ELEKTRIK SANTRALI KOJENERASYON SISTEMI KULLANILAN YAKIT MIKTARI KULLANILAN YAKIT MIKTARI % 35-40 KONVASİYONEL ISI VE GÜÇ ÜRETİMİ KOJENERASYONLA ISI VE GÜÇ ÜRETİMİ

DOĞALGAZ YAKITLI BİYOGAZ YAKITLI Endüstriyel Tesisler Hastaneler Oteller İş Merkezleri Eğitim Kurumları Alışveriş Merkezleri Konutlar Spor Kompleksleri ve Yüzme Havuzları Atık Su Arıtma Tesisleri Hayvan Besi Çiftlikleri Çöp Toplama Merkezleri Tarım Ürünleri İşleme Tesisleri

95 o C CHP UNIT 75 o C 95 o C 75 o C PLATE HEAT EXCH. 80 o C 60 o C DRY COOLER

95 o C 95 o C 7 o C CHP UNIT 75 o C 85 o C ABSORBTIO N CHILLER 12 o C 85 o C 80 o C PLATE HEAT EXCH. 75 o C 60 o C DRY COOLER

MAKSİMİZE EDİLMESİ HEDEFLENEN 3 TEMEL KRİTER; Elektrik Tüketiminin Maksimum Oranda Karşılanması Soğutma ve Isıtma İhtiyacının Maksimum Oranda Karşılanması Kojenerasyon Sisteminin Maksimum Kapasite İle Çalışması MAKSİMİZASYON İÇİN KISITLAR; Elektrik ve Isı Tüketiminin Mevsimsel ve Günlük Etkilerle Değişkenlik Göstermesi Kojenerasyon Ünitelerinin Nominal Güçlerinin Belirli Aralıklarla Üretilmesi Yatırım Geri Ödeme Süresinin Minimum Yapılması ile OPTİMİZASYON

Tesisin kurulu trafo gücüne veya kurulu talep gücüne göre kapasitenin belirlenmesi Kış-Yaz ve Gece-Gündüz tüketim farklılıklarının dikkate alınmaması Şebekeden alınması gereken minimum elektrik miktarının dikkate alınmaması Seçimin elektrik ihtiyacı yerine ısı ihtiyacının birincil plana alınması Kojenerasyon ünitelerinin nominal gücün %35-40 nın altında çalışamayacağının göz ardı edilmesi

Yaşamımızın vazgeçilmez parçası haline gelen hastanelerin verdiği hizmet seviyesi ile paralel olarak sağladığı iç hava kalitesinin elde edilmesi enerji harcamalarının önemli bir kısmını oluşturmaktadır. Hastanelerin ısıtma-soğutma ile elektrik tüketimi ihtiyaçları, gaz motorlu kojenerasyon ünitelerinin sağladığı kullanılabilir elektrik ve ısı enerjisi oranlarına uygun paralellik göstermektedir. Hastaneler bu açıdan kojenerasyon uygulamaları için en uygun tesislerin başında gelmektedir.

Proje Yeri : Ankara Rakım : 850 mt. Maksimum Dış Hava Sıcaklığı : 35 C Minimum Dış Hava Sıcaklığı : -15 C Toplam Alan : 22.000 m2 Elk. Kurulu Gücü : 2 x 1.600 kva Kojenerasyon Kurulu Gücü : 800 kwe Kojenerasyon Isıl Gücü : 911 kwth. Elektrik Birim Fiyatı (TL/kwh) : 0,269 Doğalgaz Birim Fiyatı (TL/m3) : 0,495

Kojenerasyon sisteminin elektrik üretim kapasitesi tesisin baz elektrik tüketimi esas alınarak seçilmiştir. Sistem kümülatif %84 yükte çalışarak yıllık elektrik tüketiminin %88 ini karşılamaktadır.

Kojenerasyon ünitesinin ceket soğutma ve egzost devrelerinden elde edilen 95-75 o C rejimindeki sıcak su ile tesisin yıllık ısıtma ihtiyacının %76 sı karşılanmaktadır. Isı üretimi kapasitesi faydalı kullanım oranı %59 dur.

January February March April May June July August September October November December EUR / MONTH CONVENTIONAL / CHP SYSTEM ENERGY COST COMPARISION 120.000 110.000 100.000 90.000 80.000 70.000 60.000 50.000 CONVENTIONAL ENERGY COST ENERGY COST AFTER CHP 40.000 30.000 20.000 10.000 0 1.942.000 TL elektrik, 351.000 TL doğalgaz olmak üzere toplam 2.293.000 TL olan yıllık enerji gideri kojenerasyon sistemi ile bakım giderleri dahil olmak üzere 1.169.000 TL ye gerilemiştir. Böylece toplam enerji giderlerinde %49 oranında tasarruf sağlanmıştır. Yatırım geri ödeme süresi 17-18 Ay dır.

Proje Yeri Rakım Toplam Alan : Erzurum : 1.950 mt. :32.000m2 (Kiralanabilir) Elk. Kurulu Gücü : 8.000 kva Trijenerasyon Kurulu Gücü Trijenerasyon Isıl Gücü : 3.200 kwe : 3.600 kwth. Trijenerasyon Soğutma Gücü : 2.200 kw

Ocak Şubat Mart Nisan Mayıs Haziran Temmuz Ağustos Eylül Ekim Kasım Aralık (KW) 6.000 5.000 4.000 3.000 2.000 16-23 H AVM ELEKTRIK 09-16 H AVM ELEKTRIK 09-16 H CHP ELEKTRIK 16-23 H CHP ELEKTRIK 1.000 0 Trijenerasyon sisteminin elektrik üretim kapasitesi tesisin baz elektrik tüketimi esas alınarak seçilmiştir. Sistem sürekli %100 yükte çalışarak yıllık elektrik tüketiminin %78 ini karşılayacaktır.

Ocak Şubat Mart Nisan Mayıs Haziran Temmuz Ağustos Eylül Ekim Kasım Aralık ( KW ) 3.500 3.000 2.500 2.000 1.500 1.000 09-16 H AVM SOGUTMA 16-23 H AVM SOGUTMA 09-16 H CHP SOGUTMA 16-23 H CHP SOGUTMA 500 0 Kojenerasyon ünitesine bağlı çalışan sıcak sulu tip absorbsiyonlu soğutma üniteleri tesisin yıllık soğutma ihtiyacının %92 sini karşılayacaktır.

Ocak Şubat Mart Nisan Mayıs Haziran Temmuz Ağustos Eylül Ekim Kasım Aralık ( KW ) 3.000 2.500 2.000 1.500 1.000 09-16 H AVM ISITMA 16-23 H AVM ISITMA 09-16 H CHP ISITMA 16-23 H CHP ISITMA 500 0 Kojenerasyon ünitesinin ceket soğutma ve egzost devrelerinden elde edilen 95-75 C rejimindeki sıcak su ile tesisin yıllık ısıtma ihtiyacının %58 si karşılanacaktır.

Ocak Şubat Mart Nisan Mayıs Haziran Temmuz Ağustos Eylül Ekim Kasım Aralık ( % ) 120 100 80 60 40 CHP KAPASITE KULLANIMI SOĞUTMA İHTİYACI KARŞILAMA ORANI ELEKTRIK İHTİYACI KARŞILAMA ORANI ISITMA İHTİYACI KARŞILAMA ORANI 20 0

Ocak Şubat Mart Nisan Mayıs Haziran Temmuz Ağustos Eylül Ekim Kasım Aralık (TL/AY) 500.000 450.000 400.000 350.000 300.000 250.000 200.000 KONVANSIYONEL ENERJI GIDERI CHP ILE ENERJI GIDERI (BAKIM DAHIL) 150.000 100.000 50.000 0 Buna göre; 4.931.000 TL elektrik, 385.000 TL doğalgaz olmak üzere toplam 5.316.000 TL olan yıllık enerji gideri trijenerasyon sistemi ile bakım giderleri dahil olmak üzere 2.532.000 TL olarak gerçekleşecektir. Böylece toplam enerji giderlerinde %52 oranında tasarruf sağlanacaktır.

Alışveriş merkezlerinden farklı olarak hastanelerin ısıtma ve sıcak su ihtiyacı yaz aylarında daha düşük de olsa 4 mevsim gece-gündüz süreklidir. Oteller için de benzer durum söz konusudur. Trijenerasyon uygulaması kojenerasyona göre tasarruf tutarını arttırsa da, abs. Chiller yatırım maliyeti göz önüne alındığında toplam yatırım geri ödeme süresi hastane ve otellerde kojenerasyona göre daha uzun olmaktadır. Bununla birlikte, iklim şartları dikkate alınarak her proje için değerlendirmenin ayrı ayrı yapılması ve buna göre karar verilmesi yerinde olacaktır. Özellikle Ege ve Akdeniz bölgesi gibi ılıman iklime sahip illerde trijenerasyon uygulaması kojenerasyona uygulamasına göre daha avantajlı olabilmektedir.

Kojenerasyon; birleşik ısı ve güç üretimi, diğer bir deyişle elektrik enerjisi ve ısı enerjisinin birlikte üretilmesi şeklinde tanımlanabilir. Küçük (50-1.000 kwe) orta (>1.000 kwe) ölçekli kojenerasyon sistemlerinin kullanımı endüstriyel tesisler başta olmak üzere yaygındır. Teknik anlamda mikro kojenerasyon sistemleri için bir üst limit henüz tanımlanmasa da yasal mevzuata göre 50 kwe tan küçük üniteler mikro kojenerasyon olarak tanımlanır. Gelişen teknolojiye bağlı olarak mikro kojenerasyon (< 50 kwe) sistemlerinin kullanımı önemli fırsatlar vaat etmektedir.

70 milyonu aşan nüfusu ile Türkiye de mikro kojenerasyon sistemlerinin konutlar başta olmak üzere küçük işletmeler, butik oteller, SPA merkezleri, yüzme havuzları, çamaşırhaneler için geniş bir yelpazede uygulama potansiyeli mevcuttur. Ayrıca hayvancılık alanında büyük çiftlikler yerine küçük çiftliklerin yaygın olduğu ülkemizde biyogaz yakıtlı mikro kojenerasyon sistemlerinin potansiyeli önemli ekonomik tasarruflar vaat etmektedir.

BUTİK OTEL (30 YATAKLI) : Yakıt : Doğalgaz Mikro Kojenerasyon Elk.Kapasitesi : 30 kwe. Mikro Kojenerasyon Isı Kapasitesi : 62 kwth. Elektriksel Verim : % 31,4 Isıl Verim : % 64,6 Toplam Verim : % 96 Yıllık Çalışma Süresi : 8.000 saat. Üretilen Toplam Elektrik : 240.000 kwh /yıl. Üretilen Toplam Isı : 496.000 kwh /yıl. Konvansiyonel Elk. Maliyeti : 126.600 YTL /yıl Konvansiyonel Isı Maliyeti : 42.700 YTL /yıl Mikro Kojenerasyon Yakıt Maliyeti : 50.500 YTL/yıl Bakım Giderleri : 7.400 YTL/yıl Toplam Net Tasarruf : 41.700 YTL/yıl Mikro Kojenerasyon Yatırım Maliyeti: 100.000 YTL Yatırım Geri Dönüş Süresi : 2,55 yıl

TÜKETİM (KWH/AY) BUTİK OTEL (30 YATAKLI) : ELEKTRİK TÜKETİM / ÜRETİM KARŞILAŞTIRMASI 60.000 50.000 40.000 30.000 20.000 10.000 0 Ocak Şubat Mart Nisan Mayıs Haziran Temmuz Ağustos Eylül Ekim Kasım Aralık AYLAR ELEKTRİK TÜKETİMİ (KWH/AY) ELEKTRİK ÜRETİMİ (KWH/AY)

X 1000 (KCAL/AY) BUTİK OTEL (30 YATAKLI) : ISI TÜKETİM / ÜRETİM KARŞILAŞTIRMASI 50.000 45.000 40.000 35.000 30.000 25.000 20.000 15.000 10.000 5.000 0 Ocak Şubat Mart Nisan Mayıs Haziran Temmuz Ağustos Eylül Ekim Kasım Aralık AYLAR ISI TÜKETİMİ X1000 (KCAL/AY) ISI ÜRETİMİ X 1000(KCAL/AY)

Temel felsefesi tasarruf sağlamak olan kojenerasyon sistemlerinin etkin ve verimli hizmet vermesi için öncelikli olarak sistem kapasitesinin doğru belirlenmesi gerekmektedir. Aksi takdirde verimsiz, hatta atıl tesislerin oluşması kaçınılmaz olacaktır. Hizmet binalarının elektrik, ısıtma ve soğutma ihtiyacı verilerine dayalı olarak oluşturulacak analiz ve etüd tekniği ile yüksek doğrulukta optimizasyon yapmak mümkündür. Böylece önemli ekonomik tasarruflar vaat eden kojenerasyon sistemlerinin doğru seçimi ile gereksiz yatırımların önüne geçilebilecek ve yatırım geri ödeme süreleri en aza indirilebilecektir. TEŞEKKÜRLER...