Tesisat Dergisi 219. Sayı (Mart 2014)

MAKALE 60 Tesisat Dergisi Say× 219 - Mart 2014 • Enerji kaynaklar× kullan×m×n×n çevreye olan etkilerinin en iyi üekilde belirlen- mesinde öncelikli bir araçt×r. • Enerji sistemlerinin tasar×m× ve analizi için Termodinamiùin ikinci yasas×yla bir- likte kütle ve enerjinin korunumu pren- siplerini kullanan etkin bir yöntemdir. • Daha fazla verimli kaynak kullan×l- ma amac×n× destekleyen uygun bir tekniktir. Belirlenmesi gereken at×k ve kay×plar×n yerleri, tipleri ve gerçek büyüklükleri ortaya ç×kar×l×r. • Mevcut sistemlerdeki verimsizlikleri azaltarak, daha verimli enerji sistem- lerini tasarlaman×n nas×l mümkün olup olmayacaù×n× gösteren etkin bir tekniktir. • Sürdürülebilir geliümenin elde edilme- sinde anahtar bir bileüendir. • Enerji politikalar×n oluüturulmas×nda kullan×labilecek önemli bir araçt×r. Günümüzde, enerji miktar×n×n yan×nda, ener- jinin kalitesinin de gittikçe önem kazanacaù×, baüka bir deùiü ile ekserjinin de art×k göz ard× edilemez olacaù× süreçlerde yaklaümaktad×r. Bunun fark×nda olan baz× geliümiü ülkelerde, art×k ×s× kay×plar× salt enerji deùil de, ekserji- ye de dayal× olarak yap×lmaya baülanm×üt×r. Buradan, ekserjinin de, önümüzdeki y×llarda, daha da iyi anlaü×lmas× ve kabul edilmesiyle, “ekserji yönetim sistemi standard×” üeklinde karü×m×za ç×kar [26]. 2.2. Enerji Verimliliùinde Kojenerasyon ve Trijenerasyon Uygulamalar×n×n Önemi Enerji verimliliùi bak×m×ndan göz önüne alacaù×m×z, kojenerasyon ve trijenerasyon uygulamalar×n×n önemini ifade edebilmesi için, öncelikle kojenerasyon ve trijeneras- yonun tan×mlar×n×n yap×lmas× gerekmek- tedir. Asl×nda bu tan×mlar, enerjiyi verimli bir üekilde kullan×lmas× için tasarlanm×ü sistemleri tan×mlamaktad×r. Enerji verim- liliùi kapsam×nda, en önemli ve ülkemiz- de daha fazla öneminin artmas× gerektiùi düüünülen uygulamalard×r. Kojenerasyon; birleüik ×s×-güç, trijenerasyon ise birleüik ×s×-güç-soùutma, uygulamalar×n×n tek bir sistemden elde edilmesini amaçlar. Bu nedenden dolay×, kojenerasyon ve trijene- rasyon uygulamalar×n×n, makro düzeyde ve iületme baz×ndaki faydalar× aüaù×daki gibi s×ralanabilir [27]. Makro düzeyde; • Yüksek birincil enerji kullan×m verimli- liùinin saùlad×ù× yerel veya ithal enerji kaynaklar×n×n tasarrufu, • Enerji çevriminin tüketim yerinde gerçek- leütirilmesi sonucunda elektrik enerjisi iletim ve daù×t×m kay×plar×n×n yok edilmesi, • Merkezi santrallere göre daha k×sa in- üaat ve devreye alma surelerinin saùla- d×ù× h×zl× elektrik enerjisi arz sat×ü×, • Üretilen yararl× ×s× güç birimi baü×na çev- reye at×lan kat×, s×v× ve gaz madde mikta- r×n×n, yaln×z elektrik üreten merkezi enerji santrali veya yaln×z buhar üreten bir en- düstri kazan×na göre daha az olmas×, • Sanayi taraf×ndan tüketilen elektrik enerjisinin az say×da merkezi santral yerine, daù×lm×ü bir üekilde endüstriyel tüketim yerlerinde üretilmesinin ulusal güvenliùe saùlayacaù× katk×. úületme baz×nda; • úületmenin azalan toplam enerji gider- leri, nihai urun kalitesini düüürmeden maliyetini azaltacak, üirketin rekabet gücü artacakt×r. • úületmenin enerji temin güvencesi ola- cak, üretim kesintilerinin yol açt×ù× zi- yanlar ortadan kalkacakt×r. Kojenerasyon sistemlerinin yat×r×m bedeli, genel enerji sistemlerinden daha fazla- d×r. Fakat sistemin yat×r×m bedelini geri ödemesi daha k×sa bir zaman zarf×nda gerçekleümektedir. Enerjinin verimli bir üekilde deùerlendirilmesine olanak saùla- yan bu sistemler, ekonomik avantajlar×n×n yan× s×ra, enerji kaynaklar×n×n bilinçli ve de yararl× bir üekilde tüketilmesine ola- nak saùlayarak, çevresel hassasiyetlerin de göz önüne al×nmas×n× saùlamaktad×r. Farkl× uygulama alanlar×nda deùerlendiri- len kojenerasyon örneklerine, literatürde s×kl×kla rastlanmaktad×r. Elektrik üretimi için ayr× bir sistem, ×s× üretimi için ayr× bir sistem kullan×lmas× yerine, tek bir sistem- den hem elektrik hem de ×s× elde edilmek- tedir. Bir halk hastanesinin sahip olduùu kojenerasyon tesisi ile 2.8 mW elektrik ve 2.73 mW ×s× üretimi gerçekleütirilmektedir. Kullan×lan sistemin üematik görünüüü ûe- kil 3 ’de gösterilmiütir. 3. Enerji Tasarrufu Enerji verimliliùi ve enerji tasarrufu bir biri- ne yak×n kavramlar olsa da, toplum da ve birçok alanda ayn× kavram× ifade ediyormuü gibi deùerlendirilir. Fakat enerji verimliliùi ve enerji tasarrufu aras×nda belirgin bir fark olduùunu, hem enerji verimliliùinin hem de enerji tasarrufunun tan×m×n× yapt×ù×m×z za- man ortaya ç×kmaktad×r. Bir önceki bölümde enerji verimliliùinin tan×m× yap×lm×üt×. Enerji Tablo 2. Enerji ve ekserji kavramlar×n×n karü×laüt×r×lmas× [25] Enerji Ekserji Sadece madde ya da enerji ak×ü parametrelerine baùl×d×r ve çevresel parametrelere baùl× deùildir. Madde veya enerji ak×ü× ve çevresel parametrelerin her ikisine de baùl×d×r. S×f×rdan farkl× deùerleri vard×r (Einstein’×n baù×nt×s×na göre, Enerji=m 2 C’ye eüittir. S×f×ra eüittir(çevreyle dengede olarak ölü durumda). Tüm prosesler için termodinamiùin birinci yasas×yla gösterilir. Sadece tersinir prosesler için termodinamiùin birinci yasas×yla gösterilir (tersinmez proseslerde, k×smen ya da tamamen yok olur). Tüm prosesler için termodinamiùin ikinci yasas×yla s×n×rl×d×r(tersinir olanlarda dahildir). Termodinamiùin ikinci yasas× nedeniyle tersinir prosesler için s×n×rl× deùildir. Hareket ya da hareketi üretebilme kabiliyetidir. úü ya da iü üretme kabiliyetidir. Bir proses de her zaman korunur; ne vardan yok olur, ne de yoktan var edilir. Tersinir proseslerde her zaman korunur tersinmez proseslerde her zaman tüketilir. Miktar×n (niceliùin) bir ölçüsüdür. Niceliùin ve entropi nedeniyle niteliùin (kalitenin) bir ölçüsüdür.