Kızıldere Jeotermal Enerji Santralinde Uygulanabilecek Farklı Çevrim Modelleri İle Santral Güçlerinin Karşılaştırılması

Abstract

Hazırlanan bu çalışmanın amacı, ülkemizin en önemli jeotermal enerji sahası olan Kızıldere sahasından maksimum elektrik enerjinin elde edileceği en uygun santral modelinin tespit edilmesi ve bu modele göre optimum işletme şartlarının belirlenmesidir. Öncelikle jeotermal enerji tanımından, kullanım alanlarından ve Türkiye'deki jeotermal sahalardan bahsedilmiştir. Devamında, jeotermal enerjiden, elektrik üretiminin tarihi gelişiminden ve jeotermal enerji santralleri teknolojilerinden bahsedilmiştir. Jeotermal kaynak tiplerine göre gelişen kuru buhar, tek flaş, çift flaş, binary ve kombine çevrim santralleri çalışma prensiplerine değinilmiştir. Çalışmanın dördüncü bölümünde, Kızıldere jeotermal sahası ve santral özelliklerinden bahsedilmiştir. Santralin işletilmesi süreci, karşılaşılan problemler ele alınmış ve santral yüzey donanımları çalışma şartları açıklanmıştır. Beşinci bölümde, Kızıldere jeotermal sahası için tasarlanan santral modelleri için yapılan hesaplamalar, kabuller ve optimizasyon parametreleri açıklanmıştır. Devam eden bölümlerde, Kızıldere sahası için tasarlanan üç farklı santral modeli hesaplamaları yer almaktadır. Bu modellerden ilki çift flaşlı model, ikincisi bottoming binary tip model-1 ve üçüncüsü ise bottoming binary tip model-2 olarak ifade edilmektedir. Her bir çevrim modeli Kızıldere jeotermal sahası için EES programında optimize edilmiştir. Her üç model için de elde edilen sonuçlar son bölümde karşılaştırılmıştır. Buna göre, santralin mevcut üretim miktarları dikkate alındığında kurulu santral gücü 15 MWe olmasına rağmen, birinci model net santral gücünün 21.7 MWe, ikinci model net santral gücünün 28.8 MWe, üçüncü model net santral gücünün ise, 29.3 MWe olacağı hesaplanmıştır.

The purpose of this study is determining the most appropriate power plant model that will provide maximum energy out put from our country?s the most significant geothermal field (Kızıldere) and to identify the optimum operating conditions. First of all, geothermal energy, geothermal fields in Turkey and their uses are mentioned. Then, the historical development of power generation from geothermal energy and geothermal power plants technologies are discussed. Depending on the types of geothermal resources, dry steam, single flash, double flash, binary and combine power plant cycles working principles are explained. In the fourth section of this study, characteristic features of Kızıldere geothermal field and current power plant specifications are explained. Operation of the plant, the problems encountered in the surface equipment and plant operating conditions are discussed. In the fifth section, three different power plant types considered for the Kızıldere geothermal field. Model calculations on power plants that will be designed for Kızıldere geothermal field are carried out, assumptions and parameter optimization are conducted. Three different models for Kızıldere field are introduced in the following sections. The first model is double flash, the second model is bottoming binary type-1 and the third model is bottoming binary type-2 model. Using the EES program, every cycle models are optimized for Kızıldere geothermal field. The results obtained for all three models are compared in the last section. Results indicated that with the existing wellhead enthalpy for Kızıldere field. The first model plant, second and third would produce 21.7 MWe, 28.8 MWe and 29.3 MWe respectively. By the way, the existing Kızıldere power plant net power is just 15 MWe.