İsale hatlarından (içme suyu) elektrik üretiminin ekserjetik sürdürülebilirlik analizi

Abstract

Bu tez çalışmasında, Rize ili bünyesinde merkez belediyeye ait içme suyu hatlarının ekserjetik sürdürülebilirlik analizi yapılarak isale hatlarından elektrik üretimi araştırılmıştır. Bu kapsamda sistemin i) ekserji verimi, ii) atık ekserji oranı, iii) geri kazanılabilir ekserji oranı, iv) geri kazanılamayan ekserji oranı, v) ekserji yıkım oranı, vi) çevresel etki faktörü, vii) ekserjetik sürdürülebilirlik indeksi, viii) ekserjetik yararlanma oranı, ix) ekserjetik iyileştirme potansiyeli gibi parametreler tanımlanmış ve hesaplanmıştır. Bu parametreler, Rize ili bünyesinde merkez belediyeye ait isale hatlarının mevcut durumu ve mevcut hatların iyileştirilmesi durumunda elde edilecek yeni isale hatlari için hesaplanmıştır. Yapılan hesaplamalar sonucunda, i) Çayeli hattının mevcut elektrik üretim potansiyeli 104 kW, çevresel etki faktörü 0,40 ve ekserjetik sürdürülebilirlik indeksi değeri 2,49 olarak belirlendi. ii) Hastane hattının enerji üretimine uygun olmadığı fakat iyileştirme yapılırsa elektrik üretim potansiyelinin 182 kW, çevresel etki faktörünün 0,37 ve ekserjetik sürdürülebilirlik indeksi değerinin 2,68 olabileceği hesaplandı. iii) Dosma hattından mevcut durumda üç kademede elektrik üretim potansiyeli 164 kW, 144 kW ve 154 kW fakat iyileştirme yapılırsa toplam elektrik üretim potansiyelinin 493 kW, çevresel etki faktörünün 0,36 ve ekserjetik sürdürülebilirlik indeksi değerinin 2,77 olabileceği hesaplandı. Bununla birlikte, Çorapçılar ve Küçükköy isale hatlarında, debi değerlerinin ve net düşülerinin yetersiz oluşundan dolayı elektrik üretiminin yapılamayacağı belirlenmiştir. Sonuç olarak; Rize ili bünyesinde merkez belediyeye ait mevcut içme suyu hatlarında gerekli teknik iyileştirmelerin yapılması durumunda, bu isale hatlarının ortalama 779 kW kurulu güce sahip bir santrali besleyebileceği beklenmektedir.

In this thesis, the exergetic sustainability analysis of drinking water transmission lines belonging to the central municipality in Rize province is performed and electricity generation from this transmission lines is investigated. In this regard, the following parameters are defined and estimated, which are i) exergetic efficiency, ii) waste exergy ratio, iii) recoverable exergy ratio, iv) unrecoverable exergy ratio, v) exergy destruction ratio, vi) environmental impact factor, vii) exergetic sustainability index, viii) eksergetic utilisation ratio, ix) exergetic improvenet potential. These parameters are estimated for the current status of the transmission lines and the new transmission lines in case the existing transmission lines are improved. As a result of the calculations, i) Çayeli line's current electricity generation potential is 104 kW, environmental impact factor is 0.40 and exergetic sustainability index value is 2.49. ii) It was calculated that the hospital line is not suitable for energy production, but if it is improved, the electricity generation potential, environmental impact factor and exergetic sustainability index can be 182 kW, 0.37 and 2.68, respectively. iii) The electricity generation potential of Dosma transmission lines are calculated to be 164 kW, 144 kW and 154 kW. The electricity generation potential, the environmental impact factor and exergetic sustainability index of Dosma transmission lines are respectively estimated to be 493 kW, 0.36 and 2.77 if the required improvements are made. However, it is determined that electricity production cannot be performed in Çorapçılar and Küçükköy transmission lines due to insufficient water flow rates and insufficient net head. Thus, if the required technical improvements are made in the existing transmission lines, it is expected that these lines will be able to feed a power plant with an installed capacity of 779 kW, on average.