Düşük Sıcaklık Güç Üretimi

1. Section 14 Düşük Sıcaklık Güç Üretimi

2. İçerik Birinci bölüm Düşük Entalpi(T<120 0C) Jeotermal Güç Üretimi İkinci Bölüm Jeotermal ikili güç santralleri için tasarım yaklaşımları Üçüncü Bölüm Verimli Düşük Sıcaklık Jeotermal İkili Güç LOW-BIN Projesi - DG- TREN

3. Düşük Entalpi(T<120 0C) Jeotermal Güç Üretimi Birinci Bölüm

4. Giriş • Larderello,Italya’da, 1904 yılında kurulan 10 kWe’lik pilot bir birim ile başladı • Bugün, 8.771 MWe ile 25 ülkeye yayılmış durumda • %94’ü, ıslak su buharı döngüsü ile(H2O), sıcaklığı 150-350 ºC olan yüksek entalpili jeotermal enerjiye tekabül eder. • 6%’sı ikili döngü birimleri olarak da bilinen Rankine döngüsü (organik veya amanyok) birimleridir.

5. Genel Bakış Teknoloji Enerji Maliyetleri Kurulu birimler Avrupa’nın jeotermal potansiyeli

6. 1. Teknoloji • Hidrokarbon (izobütan veya isopentane) veya floro-hidrokarbon (ORC) ve amonyak (KALINA) • 90 0C+ jeotermal akışkan sıcaklıpı girerek maliyet etkili çalışma. • Otomatik başlatmayı içeren yüksek derecede bilgisayar otomasyonu. • Telefon yada uydu üzerinden tele izleme ve kontrol ile gözetim olmadan çalışabilirler. • Sadece part-time yarı-vasıflı personel gereklidir • Temel ve azami yükleri ve ayrıca, kurulu gücün 0 ila %25 arasındaki yükünü kapsayan yük dalgalanmalarını karşılayabilir. • Dönüşüm verimliliği sıcaklığa bağlıdır: • 6,5% ,90 0C olan jeotermal akışkanlar için , to • 12% , 120 0C jeotermal akışkanlar için ve to • 15% , 150 0C jeotermal akışkanalar için .

8. 2. Enerji Maliyetleri Jeotermal Güç Üretim Maliyetlerinin Tümü • ortalama: 5,7 Eurocent, herkWh(e) için • maksimum: 7,7 Eurocent, herkWh(e) için ünitenin yaşam süresi boyunca, (20 yıl süre ve% 5 iskonto oranı) iskontolu sermaye maliyetlerinin bugünkü değerinin dahil edilmesi Anapara Maliyetleri • ikili geniş santraller(1-5 MWe): 850-1400 Euro/kWe • daha küçük birimler(400-500 kWe): 1800 Euro/kWe

9. 3. Kurulu birimler Üreticiler • ORMAT(ABD) : Pazar lideri • TURBODEN (Italya): ilk Avrupa üreticisi • SIEMENS (Almanya) : KALINA döngüsü Global Pazar • AB, Romanya& İzlanda: 32 MWe • ABD: 294MWe • Diğer Ülkeler: 207 MWe • Dünya, Toplam: 533 MWe

10. AB, Romanya & Izlanda * experimental

11. Üçüncü ülkeler1/2

12. Üçüncü Ülkeler2/2

13. ABD1/2 * experimental

14. ABD2/2 Dünyaoverview

15. Yıllık Pazar Büyümesi • 5,6% yada30 MWe Düşük enerji maliyetleri ve geliştirilmiş verimlilik için doğrudan ısı kullanımları ile kombinedir • Svartsengi &Husavik (Izlanda), • NeustadtGlewe(Almanya), • Altheim &Bad Blumau(Avusturya), • …..

16. 4. Avrupa’nın Jeotermal Potansiyeli • Sıcak, kuru kayaç kaynakları 3-5 km derinlikte heryerde dolu fakat onların kullanımları hala pilot aşamasında. • 90ºC ve 120ºC arasındaki sıcaklıklara,yerel olarak da 150ºC’ye kadar çıkan sıcaklıklara sahip olan 1 ve 3 km arasındaki derinliklerinde önemli tortul havzalarının su geçirgen katmanları: • 90 -120 0C : 5.600 MWe • 120 -150 0C : 300MWe • Son zamanlardaki volkanik aktivitelerle ilişkili yüksek entalpili jeotermal sahalar.(Toskana, İzlanda, Azor Adaları, Kanarya Adaları, Guadeloupe, Martinique, La Reunion, Milos, Nisyros, ve diğerleri) • 90 -150 0Caralığında Rankinesantralleri için : 2.850 MWe

17. Avrupa’nın Hidrotermal Kaynakları1/5

18. Avrupa’nın hidrotermal kaynakları2/5

19. Avrupa’nın hidrotermal kaynakları3/5

20. Avrupa’nın hidrotermal kaynakları3/5 4/5

21. Avrupa’nın hidrotermal kaynakları3/5 5/5

22. MILOS jeotermal ORC santralinin akış şeması

23. Sonuçlar • Rankine döngüsü ile jeotermal güç üretimi, uluslar arası kabul görmüş bir teknolojidir. • Efektif maliyetli ve güvenilirdir. • Sıcaklığı 90-150 0C olan jeotermal akışkanlar için benzersizdir. • Avrupa’da, Rankine döngülü güç santralleri, 1km’den 3 km’ye kadar olan derinlikteki önemli havzalarda mevcut, su geçirgen formasyonlarının jeotermal potansiyelinden faydalanmak için kullanılırlar.

24. Jeotermal İkili Güç Santrallerinin Tasarım Yaklaşımı İkinci Bölüm

25. Giriş • Güç santralleri net gücün sağlanması için hizmet verir.

26. Jeotermal ikili santraller bütünsel tasarım yaklaşımına ihtiyaç duyarlar

27. Genel Bakış Tasarım yaklaşımları: net vs. brüt güç maksimizasyonu Yüzey tesisatlarının ve önkoşulların maksimum net güce ve optimum jeotermal sıvı akışına etkileri Dıştan Görünüş

28. 1. Tasarım yaklaşımları: net vs. brüt güç maksimizasyonu • Tasarım yaklaşımı: Brütgüç maksimizasyonu - Minimum yoğunlaşma sıcaklığı - Optimumreenjeksiyon sıcaklığı (yada buharlaşma sıcaklığı) - Ön tanımlı akış debisi (maksimum akış debisi)

29. Tasarım yaklaşımı: Netgüç maksimizasyonu - Optimum yoğunlaşma sıcaklığı - Optimum reenjeksiyon sıcaklığı (yada buharlaşma sıcaklığı) - Optimum akış debisi

30. Vaka çalışması - Yüzey teçhizatları Islak soğutma kulesi çekişine itilen saf aracı akışkan ORC ile birlikte genel bileşen özelliklerine eşittir -Örnek saha, çiftli kuyu ile birlikte rezervuar sıcaklığı150 °C rezervuar derinliği4,000 m verimlilik/ enjektivite endeksi30 m3/(h MPa) gözenek basınç gradiyenti10.7 bar/100m jeotermal akışkanın özgül ısı kapasitesi3.8 kJ/kg K jeotermal akışkanın yoğunluğu1.147 kg/m3 ortalama ortam sıcaklığı 10 °C ortalama bağıl nem80%

32. 2. Yüzey tesisat ve önkoşulların, maksimum net güç ve optimum jeotermal sıvı akışına etkileri Vaka çalışması -Örnek alan, çiftli kuyu ile birlikte -Yüzey teçhizatları Temel Vaka Senaryo 1:“Gelişmiş ikili birim“ Gelişmiş ısı transferi ısı girişi, daha efektif türbin Senaryo 2:“Ortam koşulları“ Ortam sıcaklığı 15°C, Bağıl nem75% Senaryo 3:“hava soğutması“ Hava soğutmalı kondenser

38. 3. Dıştan Görünüş Kapsam Bütünsel santral tasarımı ayrıca şunları da düşünmelidir - Mevsimsel kısmı yük davranımı - Rezervuar değişikliklerinden dolayı kısmı yük davranımı - Kombine enerji temini - …

39. Bütünsel santral tasarımı ayrıca şunları da düşünmelidir - Mevsimsel kısmı yük davranımı - Rezervuar değişikliklerinden dolayı kısmı yük davranımı - Kombine enerji temini - … Bütünsel santral tasarımı teknik olmayan yönlere de entegre olabilir - Soğutma suyu mevcudiyeti - Ekonomik hususlar - Gerekli alan - Gürültü emilimi - … bütünsel santral tasarımı güçlü simülasyon araçlarına gerek duyar

40. Veri tabanı Veri güvenilirliğinin geliştirilmesi - Alan özellikli jeotermal akışkan özellikleri - Jeotermal akışkan ve aracı akışkan arasındaki ısı transferi - Jeotermal akış döngülerinde yerel akış koşulları - Aracı akışkanın özellikleri Teorik yaklaşımın gerçek proje verileriyle doğrulanması - İzleme kavramu - Proje planlama alana özgü santral optimizasyonu için genel olarak uygulanabilir bir tasarım yaklaşımı geliştirmek

41. Sonuçlar • Tipik jeotermal ikili santraller • büyük bir yardımcı güç talebi ( 30%’un üstünde) • Maksimum net güç çıkışı • bütünsel bir tasarım yaklaşımı ile net güç optimizasyonu • Gerçek santrallerin planlanması ve tasarlanması • bütünsel tasarım farklı disiplinlerin etkileşimine ihtiyaç duyar • Alana özgü yaklaşım genel santral tasarımına hayır • Güvenilir tasarım önerileri • bütünsel bir tasarım daha büyük kapsamlara ve daha güvenilir verilere ihtiyaç duyar

42. Verimli Düşük Sıcaklıklı Jeotermal İkili Güçler LOW-BIN Proje-DG-TREN EGS geliştirilmesi,Faydalanma maliyetleri Üçüncü Bölüm

43. Giriş LOW-BIN Projesini geliştirmekteki amaçlar: • Maliyet verimlilği • Rekabet gücü • Jeotermal elektrik üretiminin daha fazla pazar penetrasyonu

44. Geotermal Rankine Döngüsü için Pazar Bakış Açılarının Genişletilmesi • 65oC derece olan sınır sıcaklığı ile (şu anda 90-100oC)düşük sıcaklıklı jeotermal kaynaklardan güç üretimi • 98-99% enerji verimlilği ile (şu anda7-15%) soğutma döngülerinden gelen ısı geri kazanımını ile bir CHP makinesinin geliştirilmesi

45. Genel Bakış LOW-BIN projesi Avrupanın Hidrotermal Kaynakları Çoğaltma- Pazar etkisi- Çevresel etki Enerji ve Finans Performansı

46. 1. LOW-BIN projesi İçerdikleri • Teorik araştırma • Labaratuvar deneyi • 2 ön-prototiplerin geliştirilmesi • Teknoloji atılım başarısı açısından değerlendirme • Enerji verimliliği açısından değerlendirme • Elektrik üretim maliyetleri ve Pazar potansiyelleri • Başarılı prototiplerin üretilemesi ve sergilenmesi • Faaliyetler ile alakalı olarak, izleme, doğrulama ayrıca teknolojiyi yayma ve yenilik

47. Konsorsiyum • CRES (Yunanistan-Coordinator) • TURBODEN (Italya) • GFZ-Potsdam (Almanya) • GEOTEAM (Avusturya) • University of Oradea (Romanya) • ESTSetubal (Portekiz) • Politecnico di Milano (Italya) • BRGM (Fransa) • ISOR (Izlanda)

48. dağılım Toplam bütçe : 3,935,713 € AB fonu : 1,878,812 € • AR-GE aktiviteleri:13.70% • Gösterim : 74.50% • Aktiviteler ile alakalı yenilik : 8.46% (47,74%)

49. 2. Avrupa’nın Hidrotermal Kaynakları Güç üretimi için sıcaklık aralığına göre sınıflandırma 1/7

50. 2/7