IMPROVING PERFORMANCE AND THERMOECONOMIC OPTIMIZATION OF AN EXISTING BINARY GEOTHERMAL POWER PLANT: A CASE STUDY

Ceyhun YILMAZ

Makale detayları

IMPROVING PERFORMANCE AND THERMOECONOMIC OPTIMIZATION OF AN EXISTING BINARY GEOTHERMAL POWER PLANT: A CASE STUDY

Yazarlar:

Ceyhun YILMAZ

Yayıncı:

Türk Isı Bilimi ve Tekniği Derneği

Ana Başlıklar:

Diğer mühendislik dalları

Dergi:

Journal of Thermal Science and Technology 2020 Vol.40 Issue 1, pp.37-51

Belge Tipi:

Makale

Yayın Tarihi:

4/2020

Belge Dili:

İngilizce

Document ID (Org No.):

2000478556

Sıklık:

İki Yıllık

pISSN:

1300-3615

Özet:

 

Geothermal power plants have been in operation for decades in many parts of the world. Different
thermodynamic cycles can be used for producing power from geothermal resources. Binary cycle plants use the
geothermal water from liquid-dominated resources at relatively low temperatures. These plants operate on a Rankine
cycle with a binary working fluid (isobutane, pentane, isopentane, R-114, etc.) that has a low boiling temperature. A
case study on an existing binary geothermal power plant is available in this study. Thermoeconomic performance
evaluation and optimization of 2.7 MW binary organic Rankine cycle (ORC) design geothermal power plant in
western Turkey is conducted using actual plant operating data, and potential improvements are identified. Afyon
Geothermal Power Plant (AFJES) is thermodynamically modeled in a computer environment using current working
parameters in a comprehensive way for the use of geothermal energy in electricity generation. Geothermal water
temperature and mass flow rate of the plant are 110°C, and 150 kg/s, respectively. Energy and exergy efficiencies of
the plant are calculated as 10.4% and 29.7%. The potential annual revenue of geothermal electricity is calculated to
be 2,880,277 /yrwithasimplepaybackperiodof3.36years.Theexergeticcostoftheelectricityfromtheplantiscalculatedas0.0233/yrwithasimplepaybackperiodof3.36years.Theexergeticcostoftheelectricityfromtheplantiscalculatedas0.0233/yr with a simple payback period of 3.36 years. The exergetic cost of the electricity from the plant is
calculated as 0.0233 /kWh. The optimized simple payback period and exergy cost of the electricity generated in the
plant is calculated as 2.87 years and 0.0176 $/kWh, respectively.

 

Jeotermal güç santralleri dünyanın birçok yerinde yıllardır kullanılmaktadır. Jeotermal kaynaklardan güç
üretmek için farklı termodinamik çevrimler kullanılabilir. Binary çevrim santralleri, nispeten düşük sıcaklıklarda sıvı
yoğunluklu kaynaklardan gelen jeotermal suyu kullanır. Bu santraller, düşük kaynama sıcaklığına sahip bir binary iş
akışkanı (izobütan, pentan, izopentan, R-114, vb.) ile Rankin çevrimiyle çalışır. Bu çalışmada, mevcut bir binary
jeotermal güç santrali ile ilgili bir vaka çalışması yapılmıştır. Türkiye'nin batısındaki 2.7 MW’lık Binary Organik
Rankine çevrimi (ORC) tasarımı bir jeotermal santralin termoekonomik performans değerlendirmesi ve
optimizasyonu, gerçek santral çalışma verileri kullanılarak yapılmış ve geliştirme potansiyeli tespit edilmiştir. Afyon
Jeotermal Enerji Santrali (AFJES), elektrik üretiminde jeotermal enerjinin kullanımı için mevcut çalışma
parametreleri kapsamlı bir şekilde kullanılarak bilgisayar ortamında termodinamik olarak modellenmiştir. Santralin
jeotermal su sıcaklığı ve kütlesel debisi sırasıyla 110 °C ve 150 kg/s’dir. Santralin enerji ve ekserji verimliliği % 10.4
ve % 29.7 olarak hesaplanmıştır. Jeotermal elektrikten elde edilen gelir 2.880.277 /yılvebasitbirgeriödemesüresiise3.36yılolarakhesaplanmıştır.Santraldenüretilenelektriğinekserjetikmaliyeti0.0233/yılvebasitbirgeriödemesüresiise3.36yılolarakhesaplanmıştır.Santraldenüretilenelektriğinekserjetikmaliyeti0.0233/yıl ve basit bir geri ödeme süresi
ise 3.36 yıl olarak hesaplanmıştır. Santralden üretilen elektriğin ekserjetik maliyeti 0.0233 /kWh olarak
hesaplanmıştır. Santralden üretilen elektriğin optimize edilmiş basit geri ödeme süresi ve ekserji maliyeti sırasıyla
2.87 yıl ve 0.0176 $/kWh olarak hesaplanmıştır.

Makale detayları

IMPROVING PERFORMANCE AND THERMOECONOMIC OPTIMIZATION OF AN EXISTING BINARY GEOTHERMAL POWER PLANT: A CASE STUDY

Yazarlar: Ceyhun YILMAZ

Yayıncı: Türk Isı Bilimi ve Tekniği Derneği

Ana Başlıklar: Diğer mühendislik dalları

Dergi: Journal of Thermal Science and Technology 2020 Vol.40 Issue 1, pp.37-51

Belge Tipi: Makale

Yayın Tarihi: 4/2020

Belge Dili: İngilizce

Document ID (Org No.): 2000478556

Sıklık: İki Yıllık

pISSN: 1300-3615

Sayı

Yazarlar:

Ceyhun YILMAZ

Yayıncı:

Türk Isı Bilimi ve Tekniği Derneği

Ana Başlıklar:

Diğer mühendislik dalları

Dergi:

Journal of Thermal Science and Technology 2020 Vol.40 Issue 1, pp.37-51

Belge Tipi:

Makale

Yayın Tarihi:

4/2020

Belge Dili:

İngilizce

Document ID (Org No.):

2000478556

Sıklık:

İki Yıllık

pISSN:

1300-3615