Organic Rankine Cycle (Orc) Applications And Selection Of Working Fluid
Bu çalışmada, Organik Rankine Çevrimi (ORC) teknolojisinin alternatif enerji kaynaklarıyla kullanımı ve çalışma akışında kullanılan çalışma akışının seçimi incelenmiştir. Dünya genelinde artan enerji tüketimi ve buna bağlı olarak enerji talebinin artması, insanlığı enerji üretimi konusunda çeşitli teknolojiler ve yöntemler aramaya yönlendirmiştir. ORC, yenilenebilir enerji kaynakları olan güneş enerjisi, jeotermal enerji, biyokütle enerjisi veya atık ısı enerjisi gibi enerji kaynaklarının kullanılabildiği teknolojilerden biridir.Bu çalışmada, ORC sistemlerinde alternatif kaynaklarla yapılan çeşitli uygulama tipleri ve ORC için uygun çalışma akışının seçimi incelenmiştir. Doğru alternatif termal kaynağın seçimi ve çevrim için uygun çalışma akışının seçimi, ORC sistemleri için önemli bir nokta olarak değerlendirilebilir. Ayrıca, çalışmada ORC ve Rankine çevrimi arasında bir karşılaştırma yapılmıştır. Bu nedenle, bu çalışmanın bu alanda analiz yapacak araştırmacılara rehberlik edebileceği düşünülmektedir.Organik Rankine Çevrimi (ORC) tanımıBilindiği gibi, buhar güç santralleri genellikle yüksek sıcaklıkta ısı kaynaklarından mekanik ve elektrik enerjisi üretmek için kullanılmaktadır. Ancak, düşük sıcaklıkta bir kaynaktan elektrik üretmek istendiğinde bazı zorluklarla karşılaşılmaktadır. Buhar (su) güç üretim sistemlerinin temeli olan Rankine Çevrimi'nde düşük sıcaklıkta ısı kaynaklarını kullanabilmek için farklı teknikler geliştirilmiştir. Bu tekniklerden en iyilerinden biri Organik Rankine Çevrimi (ORC)dir. Genel olarak, Organik Rankine çevriminin çalışma prensibi Rankine çevrimiyle aynıdır. Ancak, özellikle ısı kaynağı sıcaklık seviyeleri ve çalışma akışları açısından bazı önemli farklılıklar vardır. ORC ve Rankine çevrimi arasındaki temel farklar şunlardır:• ORC'de organik çalışma akışları suya göre daha düşük bir sıcaklıkta kaynar. Ayrıca, suyun aksine daha düşük kritik sıcaklık ve basınca, daha yüksek moleküler kütle ve daha düşük korozyon etkilerine sahiptir [1].• ORC, güç üretimi için nispeten düşük sıcaklık ve basınçlarda iki ısı kaynağı arasında çalışır. Bu nedenle, çevrimde kullanılan bileşenlerde daha az termal ve mekanik stres oluşur. Bu nedenle, ORC'nin bileşenlerinin ömrü, Rankine çevrimi için kullanılan bileşenlerden daha uzundur.• ORC'de suyun aksine daha az korozyon etkisi olan organik çalışma akışları kullanıldığı için sistem ömrü daha uzundur. Ayrıca, buhar güç santrallerinde kullanılan su zamanla kirlenir. Bu, özellikle türbin olmak üzere tüm Rankine çevrimi bileşenleri üzerinde olumsuz etkilere neden olur.• Rankine çevriminde çalışma akışı bir kazan tarafından ısıtılırken, ORC'de bir buharlaştırıcı bir ısı değiştirici olarak hizmet eder: alternatif bir ısı kaynağından ısıyı alır ve çalışma akışına reddeder. Geleneksel Rankine çevriminde, atık gazlar kazandan ortama atılır ve çevreye zararlıdır. ORC sistemlerinde ne bir yanma süreci ne de çevreye salınan zararlı gaz bulunmaktadır.• ORC sistemlerinde kuru çalışma akışlarının kullanılması, türbinden çıkan akışın yoğuşmasını önler. Böylece, türbine olası zararın önüne geçilir.• ORC sistemlerinde kullanılan organik akışkanların moleküler kütleleri suyunkinden daha büyüktür. Bu nedenle, akışkanın molekülleri türbin kanatlarına daha yavaş çarparak daha az zarar verir [2].• ORC'de, daha düşük termal ve mekanik stresler nedeniyle Rankine çevrimine göre daha az bakım gereksinimi vardır.• ORC sistemleri genellikle basit başlatma-durdurma işlemleri nedeniyle bir operatöre ihtiyaç duymaz. Ayrıca, otomatik kullanım ve sürekli uzun süreli çalışma avantajları vardır. Bu nedenle, ORC sistemlerinin işletme maliyetleri Rankine çevrimi sistemlerinden daha düşüktür [3].Temel ORC sistem yapılandırması, bir buharlaştırıcı, bir türbin (genişleyici), bir kondenser ve bir pompa içeren Şekil 1'de gösterilmektedir. Düşük basınçta olan çalışma akışı (1), yüksek basınca (2) pompalanır ve buharlaştırıcıya gönderilir. Ardından, bir ısı değiştirici olarak hareket eden buharlaştırıcıda alternatif enerji kaynaklarının termal enerjisi çalışma akışına aktarılır. Bu süreç(AI)
Atıf Sayısı :
