Kojenerasyon Nedir?

Yakıt rezervlerinin azaldığı ve rekabetin arttığı dünyamızda enerji girdilerinde süreklilik, kalite ve asgari maliyetleri sağlamak kaçınılmaz olmuştur. Bu anlamda kojenerasyon günümüzde kullanılan çağdaş “enerji yönetimi” teknikleri içinde çok önemli bir yere sahip olmuştur. Kojenerasyon kısaca, enerjinin hem elektrik hem de ısı formlarında aynı sistemden üretilmesidir ve iki enerji formunun da tek tek kendi başlarına ayrı yerlerde üretilmesinden daha ekonomiktir.

Sadece elektrik üreten bir gaz türbini ya da motor kullandığı enerjinin %30-40 kadarını elektriğe çevirebilir. Bu sistemin kojenerasyon şeklinde kullanılması halinde sistemden dışarıya atılacak olan ısı enerjisinin büyük bir bölümü de kullanılabilir enerjiye dönüştürülerek toplam enerji girişinin % 70-90 arasında değerlendirilmesi sağlanabilir. Ek olarak kojenerasyon santrallerinde üretilen elektrik enerjisi yerel kullanım amaçlı olduğu için iletim ve dağıtım kayıpları gözardı edilir ve santral veriminde % 15-40 artış sağlanmış olur. Bu tekniğe “birleşik ısı-güç sistemleri ya da kojenerasyon” denir.

Neden Kojenerasyon Sistemleri ?

Kojenerasyon ve klasik sistemler arasındaki verimlilik farkını, hem atık ısının kullanılabilir enerjiye dönüştürülmesi hem de kojenerasyon sistemlerinde enerji üretiminin, tüketim yerinin yakınlarında olmasından dolayı kayıpların minimum seviyelerde olması gösterilebilir. Hem sanayide hem de konut ısıtması için gerekli olan elektrik enerjisi ve ısıl enerjisinin, aynı kaynaktan karşılanması ile yapılacak olan enerji tasarrufu çevre kirliliğini ve dışa bağımlılığımızı azaltacaktır. Bundan dolayıdır ki; elektrik ve ısı enerjisinin aynı kaynaktan karşılanması olan kojenerasyon yöntemi gereklidir. Ayrıca, fosil yakıtlarının kapasitesinin azalması ve üretim maliyetlerinin rezerv işletim şartlarının değişimine paralel olarak her geçen gün daha da pahalı olması sebebiyle yüksek verimli kojenerasyon sistemlerinden faydalanılmasını zorunlu kılmaktadır.

 Kojenerasyon Santral Ekipmanları Nelerdir?

Bir kojenerasyon santralinin başlıca ekipmanlarını şöyle sıralanmaktadır;

  • Kompresör
  • Yakma Hücresi/Odası
  • Gaz Türbini
  • Jeneratör/Alternatör
  • Atık Isı Değerlendirme Kazanı
  • Buhar Türbini
Kojenerasyon Sisteminin Çalışma Prensibi Nedir?

Santraldeki işlemler sırasıyla şu şekilde gelişir;

  1. Kompresör basınçlı havayı yakma hücresine gönderir.
  2. Yakıt kaynağından, yakma hücresine yakıt gelir.
  3. Yanma ürünü sıcak gazlar, gaz türbinine gelerek rotasyonel hareketi sağlar.
  4. Rotasyonel enerji, jeneratör aracıyla elektrik enerjisine çevrilir.
  5. Buraya kadar olan işlemler, geleneksel elektrik üretiminde kullanılan adımlardır. Bu noktadan itibaren, kojenerasyon teknolojisi başlar. Önceki adımda yanma ürünü gazlar, atık ısı değerlendirme kazanına gelerek buhar üretiminde kullanılır.
  6. Oluşan buharın bir kısmı, ısınma ve sıcak su ihtiyaçlarında kullanılır.
  7. Diğer kısmı ise buhar türbinine gönderilerek, rotasyonel hareketi sağlar.
  8. Rotasyonel enerji, jeneratör aracıyla elektrik enerjisine çevrilir.
Kojenerasyon Tesislerinden Nerelerde ve Ne Şekilde Yararlanılır?

Kojenerasyon tesisleri, en gelişmiş ticari enerji üretim sistemi olarak kentsel yerleşimler ve sanayi kesiminde birçok uygulama alanı bulmaktadırlar. Bu sanayilerin genellikle enerjiye aynı zamanda hem elektrik, hem de ısı olarak ihtiyaçları vardır. Kojenerasyon tesislerinden yararlanan birçok sanayi kuruluşunun büyük miktarlarda doymuş veya kızgın buhar ihtiyaçları bulunmaktadır. Bu tip sanayilere örnek olarak petrol rafinerileri, petrokimya kompleksleri, kimya tesisleri, tekstil boyama tesisleri, kağıt ve selüloz isleme tesisleri, ağaç isleme tesisleri, gıda üretim tesisleri, gübre tesisleri, vs. verilebilir.

Kurutma veya ısıtma maksadı ile sürekli sıcak havaya ihtiyacı olan herhangi bir sanayi dalı kojenerasyon tesislerinden yararlanabilir. Gıda şoklama tesisleri, soğutma tesisleri veya et, balık, tavuk veya sebze gibi gıdaların korunmasına yönelik büyük soğuk depolar gibi büyük miktarda soğuk havaya veya suya ihtiyacı olan bazı sanayiler absorbsiyon soğutuculardan yararlanabilirler.

Kojenerasyon tesisleri aynı zamanda kentsel yerleşimlerin ısıtılması ve soğutulması amacıyla yaygın olarak kullanılmaktadır. Kent veya uydu yerleşimleri aynı zamanda hem elektrik hem de ısıya ihtiyaç duyarlar. Aynı zamanda bir güç ve ısı merkezi olan kojenerasyon tesisi tarafından bu yerleşim birimlerine hem elektrik temin edilebilir, hem de ayrı ayrı bu birimler kış döneminde ısıtılabilir ve yaz döneminde absorbsiyon soğutucularla soğutulabilir (İster,2006).

 

Kojenerasyon Sisteminin Avantajları Nelerdir?

-Elektrik üretirken aynı zamanda ihtiyaca bağlı sıcak su, buhar, sıcak gaz, kızgın yağ veya soğuk su üretme imkan sağlanırken geniş ürün yelpazesiyle konutsal, ticari ve endüstriyel alandaki enerji tüketicilerine cevap verebilmektedir.

-Doğalgaz başta olmak üzere propan, mazot, çöp gazı, biyogaz vb. yakıtlarla çalışarak kesintisiz, kaliteli ve yüksek verimde enerji üretilir.

-Kompresör yatırımı yapmaksızın düşük basınçlı gaz yakıtlarla çalışabilir.

-Elektriği ürettikleri yerde tüketen bu işletmeler iletim kaybına maruz kalmamakta ve atık ısıyı da kazandıkları için birim enerji maliyetleri çok düşük olmaktadır.

-Şebekedeki gerilim ve frekans dalgalanmalarının (şebeke kirliliğinin) verdiği zarardan kurtulmaktadırlar. Elektronik kartların yanması gibi masraflar ve iletim kayıpları sıfırlanmaktadır.

-Tek bir tesisten; endüstriyel buhar, elektrik ve yakın çevredeki yerleşim birimlerine merkezi ısıtma/soğutma hizmeti verilebilmesine olanak sağlar.

-Gerek ileri teknoloji ürünü türbin ve motorlar kullanıldığı için, gerekse de kojenerasyon ile toplam çevrim veriminin artması, diğer bir deyişle atık ısı miktarını elde edecek oranda birincil yakıttan tasarruf edildiği için sınırlı kaynak etkin bir biçimde kullanılmış ve emisyon zararları en aza indirilmiş olmaktadır. Özellikle CO2 yani sera gazı emisyonlarının önemli miktarda azalması sağlanmaktadır.

-Elektrik kesintilerinden etkilenilmemekte ve bakım veya arıza zamanlarında yine şebekeden elektrik alınabilmektedir.

-Yerel ve genel santral güvenliğinin ve güvenilirliğinin artması, kojenerasyon ile yerel tüketicinin elektrik ve ısı enerjisiz kalması önlenebilir. İletim hatlarında ya da dağıtımda çıkan problemeler sistemin yerel olmasından dolayı daha az olacağından daha güvenilir bir enerji üretim sistemidir.

-Bu sistemde biyolojik atıkların da kullanılabilmesiyle fiyat verimliliğinin artırılması ve atıkların değerlendirilmesine katkıda bulunmaktadır.

– Kojenerasyon tesisinin geleneksel bir enerji üretim tesisine göre verimliliği her zaman yüksektir. Bu şekilde enerji ve maliyet tasarrufu artar.

Sonuç olarak Kombine ısı ve güç üretimi (CHP), veya en bilinen adıyla kojenerasyon, işletmelere kazanç sağlarken küresel kaynakları daha az harcamak, çevreye daha az zarar vermek gibi olumlu etkileri olan bir yöntemdir. Aynı zamanda düşük maliyetli yatırımı, daha kısa kuruluş süresi, düşük yakıt tüketimi ve bunlarla birlikte çevre kirliliği ve giderek artan yakıt çeşitliliğine bağlı olarak dünya çapında tipik güç ve ısı üretim seçeneklerinin yerini alacak cazip bir alternatif olarak bilinmektedir.

Kaynaklar:

İster İ, 2006. Mevcut Bir Fabrikada Trijenerasyon Uygulaması, Yıldız Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Yüksek Lisans Tezi, 73s, İstanbul.