Jeotermal Destekli Bir Sıvı Hava EnerjiDepolama Sisteminin Termodinamik Analizi

Abstract

Günümüzde yenilenebilir enerji kaynaklarının elektrik üretimindeki payı gün geçtikçe artmaktadır. Güneş ve rüzgâr gibi yenilenebilir enerji kaynakları kesintili doğaları nedeniyle şebeke elektrik ihtiyacını karşılayabilmek için enerji depolama sistemlerine gerek duyarlar. Jeotermal gibi baz yükte çalışabilen yenilenebilir enerji kaynakları ise, şebekenin değişken elektrik ihtiyacına göre esneklik kazanabilmek için enerji depolama sistemlerini entegre bir şekilde kullanabilirler. Bu çalışmada, sıvı hava enerji depolama sistemi entegre edilmiş tek flaşlı jeotermal güç santralinin termodinamik analizi ele alınmıştır. Jeotermal kaynak sıcaklığı 180°C ve debisi 100 kg/s olarak kabul edilen jeotermal güç santralinin ürettiği elektrik, şebekenin elektrik talebinin düşük olduğu zamanlarda, havayı sıvılaştırmak için kullanılmaktadır. Sıvılaştırılan hava, enerji talebi tepe yük değerlerine ulaştığında jeotermal atık su ile ısıtılarak bir türbinden geçirilmekte ve elektrik üretilmektedir.Termodinamik analize göre, sıvılaştırma ünitesine giren havanın %58,5’inin sıvılaştığı, sıvılaştırma ünitesinin 6 saatlik çalışması sırasında 4304 kW güç tükettiği, 1 saatlik pik enerji ihtiyacı süresinde ise sıvı hava enerji depolama sistemi ile 12049 kW net güç üretildiği hesaplanmıştır. Optimum flaş basıncı 255 kPa olan sistemin net güç üretimi 16100 kW olarak bulunmuştur. Bu şartlarda, sıvı hava enerji depolama sisteminin verimliliği %46,7 olarak bulunurken, entegre sistemin genel ısıl verimliliği %24,4 olarak bulunmuştur.