SOĞUK İKLİM KOŞULLARINDA BİYOGAZ SİSTEMİ DAVRANIŞININ İNCELENMESİ
Proje no. 609 · Durum: Kapanmış · 2016
Özet
Biyogaz sistemlerinde verimliliği etkileyen en önemli faktör, reaktör çalışma sıcaklığıdır. Mevcut biyogaz sistemlerinin büyük çoğunluğu mezofilik çalışma koşullarında, ortalama 35°C’de çalıştırılmaktadır. Ortalama hava sıcaklığının düşük seyrettiği bölgelerde, sistem ısı kayıpları önemli değerlere ulaşmaktadır. Önceliği elektrik üretimi olan büyük ölçekli biyogaz sistemlerinde bu kayıplar, kojenerasyon ünitesinden elde edilen ısı enerjisiyle sağlanmaktadır. Bu ısı enerjisi, elektrik üretimi sırasında biyogazla çalışan içten yanmalı motorların motor soğutma ve egzozundan meydana gelen atık ısının geri kazanımıyla elde edilmektedir. Bu nedenle reaktör ısı kayıpları, sistemin projelendirilmesinde daha az öneme sahiptir. Fakat özellikle kırsal kesime yönelik olan ve önceliği elektrik üretimi olmayan küçük ve orta ölçekli biyogaz sistemlerinde, reaktör ısı kayıpları büyük önem taşımaktadır. Çünkü bu kayıplar, üretilen biyogazın bir kısmı kullanılarak karşılanmaktadır. Sistem ısı kayıplarının azaltılması, sistem toplam veriminin artışı anlamına gelmekte, bu da ekonomik olarak yapılabilirliği pozitif yönde etkilemektedir. Bu bağlamda biyogaz reaktörünün izolasyonun iyileştirilmesi ya da reaktörün toprak altına gömülmesi gibi seçenekler, yatırımcının önüne çıkmaktadır. Bu seçeneklerin değerlendirilebilmesi için, ısı kayıplarını azaltmaya yönelik iyileştirmelerin sistem verimini ve dolayısıyla getirilerini nasıl etkilediğinin tahmin edilmesi gerekmektedir. Kırsal kesime yönelik biyogaz sistemlerinin yaygınlaştırılabilmesi için bu soruların sağlıklı bir şekilde cevaplandırılması önemlidir. Bu çalışmada, Ege Üniversitesi Biyokütle Enerji Sistemleri ve Teknolojileri Uygulama ve Araştırma Merkezi (BESTMER) ve Doğu Anadolu Projesi Bölge Kalkınma İdaresi Başkanlığı (DAP) arasında imzalanan protokolle projelendirilen ve hayata geçirilen üç biyogaz sistemi bir yıl süreyle izlenmiştir. Bu sistemler, iklim koşullarının olumsuz seyrettiği Eleşkirt/Ağrı, Elazığ ve Van’da bulunmaktadır. Sırasıyla beş, elli ve elli büyükbaş hayvan atığı kapasiteli olan bu sistemlerin ısı kayıpları 01/01/2018–31/12/2018 tarihleri arasındaki saatlik sıcaklık verilerinin kullanıldığı simülasyonda incelenmiş, reaktörün toprak altında ve üstünde olduğu, izolasyonlu ve izolasyonsuz olduğu senaryolar karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre ortalama hava sıcaklığının düşük olduğu bölgelerde ve küçük ölçekli sistemlerde, biyogaz reaktörünün toprak altına izolasyonlu olarak gömülmesinin gerektiği, daha sıcak bölgelerde ve orta ölçekli sistemlerde bu seçeneklerin mutlaka analiz edilerek değerlendirilmesi gerektiği sonucuna varılmıştır.