Basit öğe kaydını göster

dc.contributor.advisorEkici, Özgür
dc.contributor.authorÖzcan, Zekeriya
dc.date.accessioned2021-10-13T08:28:58Z
dc.date.issued2021
dc.date.submitted2021-08-05
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11655/25567
dc.description.abstractThis research was carried out for the thermodynamic analysis of a binary geothermal power plant and its thermoeconomic optimization based on the results obtained. In this context, initially, data related to the design point and off-design operating points of the plant were collected from a geothermal power plant which is currently operating in the Aydın/Germencik region in southwestern Anatolia. Based on the data obtained, a thermodynamic model of the power plant was constructed as a result of various simulations and this model was verified by using the outputs of the plant (such as net power, first and second law efficiency) and the outputs of similar plants in the literature. By means of this model, an exergy analysis of the power plant was carried out in the first place. Following the exergy analysis, a new method has been proposed, consisting of 4 steps and based on thermodynamic-thermoeconomic criteria, in order to make the selection of working fluid more effective in the existing power plant. As a result of the elimination of 29 candidate fluids from different chemical groups according to the new method, it was evaluated that R113 could be a more suitable alternative to the existing n pentane fluid. In addition, a waste-heat recovery system was proposed for the re-utilization of geothermal water, which is re-injected to the soil at the exit of the power plant, and R115 was chosen as the working fluid for this hypothetical system. After this case study, by using 3 different exergoeconomic analysis methods on the power plant, levelized electrical cost (LEC) of the power plant was tried to be estimated through the initial thermodynamic model. Moreover advantages/disadvantages of the methods compared to each other. After this stage, studies were carried out to create a non-design model that can represent the non-design operating points of the plant with sufficient accuracy. At the first stage, the turbine curves in the two cycles were determined and their integration into the thermodynamic model was provided by using off-design plant data. Statistical models for various parameters were also established in the MATLAB environment in order to increase the power and mass flow rate estimation precision of the turbine curves. The results obtained from the turbine curves were compared with various power plant data and empirical correlations. In the last stage, optimum plant configurations have been determined and presented as novel suggestions, both from a retrospective point of view and depending on the changing environment and initial conditions, by using convex and gradient-based optimization algorithms for off-design data points.tr_TR
dc.language.isoentr_TR
dc.publisherFen Bilimleri Enstitüsütr_TR
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccesstr_TR
dc.subjectBinary geothermal power planttr_TR
dc.subjectThermodynamic modellingtr_TR
dc.subjectExergy analysistr_TR
dc.subjectExergoeconomic analysistr_TR
dc.subjectStatistical approachtr_TR
dc.subjectPlant optimizationtr_TR
dc.titleA Thermoeconomıc Optımızatıon Of A Bınary Geothermal Power Planttr_en
dc.title.alternativeİkili Tip Bir Jeotermal Güç Santralinin Termoekonomik Optimizasyonutr_tr
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/doctoralThesistr_TR
dc.description.ozetBu çalışma ikili (binary) tip bir jeotermal güç santralinin termodinamik açıdan analizi ve elde edilen sonuçlara dayalı olarak termoekonomik yönden optimizasyonu amacıyla gerçekleştirilmiştir. Bu bağlamda ilk olarak güneybatı Anadolu’da Aydın/Germencik bölgesinde halihazırda faaliyette olan bir jeotermal güç santralinden santralin dizayn noktası ve dizayn dışı çalışma noktalarıyla ilgili veriler toplanmıştır. Elde edilen verilere dayalı olarak çeşitli simülasyonlar sonucunda santralin bir termodinamik modeli oluşturulmuş ve bu model santralin kendi çıktıları (net güç, birinci ve ikinci yasa verimi gibi) ile literatürde yer alan benzer santrallerin çıktıları kullanılmak suretiyle doğrulanmıştır. Bu model vasıtasıyla santralin ilk planda bir ekserji analizi gerçekleştirilmiştir. Ekserji analizini takiben mevcut santralde iş akışkanı seçimini daha efektif hale getirmek için 4 adımdan oluşan ve termodinamik-termoekonomik kriterlere dayanan yeni bir yöntem önerisi yapılmıştır. Farklı kimyasal gruplardan 29 adet aday akışkanın yeni yönteme göre eliminasyonu sonucu R113’ün mevcut n-pentan akışkanına göre daha uygun bir alternatif olabileceği değerlendirilmiştir. Ayrıca santral çıkışında toprağa verilen jeotermal suyun yeniden kullanımı için bir geri dönüşüm sistemi önerilerek bu kuramsal sisteme R115 iş akışkanı olarak seçilmiştir. Bu vaka çalışmasından sonra santral üzerinde 3 farklı eksergoekonomik analiz yöntemi kullanılmak suretiyle ilk termodinamik model vasıtasıyla santralin birim elektrik üretim maliyeti tahmin edilmeye çalışılmış ve yöntemlerin birbirlerine kıyasla avantajları/dezavantajları tartışılmıştır. Bu aşamadan sonra santralin dizayn dışı çalışma noktalarını da yüksek hassasiyette temsil edebilecek bir dizayn dışı model oluşturma çalışmaları gerçekleştirilmiştir. İlk planda iki döngüde yer alan türbin eğrilerinin tespitiyle dizayn dışı data kullanılarak termodinamik modele entegrasyonu sağlanmıştır. Türbin eğrilerinin güç ve akışkan debisi tahmin hassasiyetlerini artırmak amacıyla MATLAB ortamında çeşitli parametreler için istatistiksel modeller de kurulmuştur. Türbin eğrilerinden elde edilen sonuçlar çeşitli santral verileri ve ampirik korelasyonlarla kıyaslanmıştır. Son aşamada ise dizayn dışı veri noktaları için konveks ve gradyan bazlı optimizasyon algoritmaları kullanılarak hem retrospektif bakış açısıyla hem de değişen ortam ve başlangıç koşullarına bağlı olarak optimum santral konfigürasyonları tespit edilmiş ve öneri olarak sunulmuştur.tr_TR
dc.contributor.departmentMakine Mühendisliğitr_TR
dc.embargo.termsAcik erisimtr_TR
dc.embargo.lift2021-10-13T08:28:58Z
dc.fundingYoktr_TR


Bu öğenin dosyaları:

Bu öğe aşağıdaki koleksiyon(lar)da görünmektedir.

Basit öğe kaydını göster