Karbon dioksit akışkanının kojenerasyonlu bir jeotermal güç çevrimindeki enerji verimliliğinin analizi

Küresel enerji piyasasında marjinal talep hızla büyürken, insanlık her geçen gün yeni zorluklarla karşı karşıya kalmaktadır. Artan enerji fiyatları ve iklim krizi, araştırmacıları temiz enerji üretimi ve akıllı enerji kullanım teknolojileri ile ilgili konulara odaklanmaya itmektedir. Bunun yanında, gün geçtikçe artan karbondioksit emisyon değerleri, modern çağın en tehlikeli problemlerinden biri olarak kabul edilmiştir. Bu kapsamda, günümüzde iki ana araştırma konusu ön plana çıkmaktadır. Bunlar karbon yakalama ve yenilenebilir enerji üretimidir. Son zamanlarda yapılan çalışmalar, karbondioksitin soğutma ve ısı pompası uygulamalarının yanı sıra jeotermal elektrik üretim çevrimleri için de uygun bir akışkan olabileceğini göstermiştir. Bu tez, karbon yakalama ve depolama sistemlerinin ürünü olan karbondioksit akışkanı ile çalışan bir jeotermal süperkritik karbondioksit çevriminin termodinamik özellikleri, enerji ve ekserji verimleri ele alınmıştır. Böylece, söz konusu çevrimin termodinamik ve çevresel performansı hakkında veri edinilmesi amaçlanmıştır. Güç çevrimi üzerinde incelemeler yapmak üzere bir vaka çalışması oluşturulmuştur. Bu senaryoda, ikili güç çevriminde çalışma akışkanı olarak kullanılan karbondioksitin enerji ve ekserji performansları belirlenmiştir. Nihayetinde önerilen çevrimin gelişmeye açık ve umut verici olduğu değerlendirilmiştir.

Marginal demand on the global energy market is rapidly growing, while the future of humanity is facing new challenges day by day. Increasing energy prices and novel well-known climate crisis are pushing researchers to focus on topics about clean energy production and smart energy usage technologies. Meanwhile, excessive emission values of carbon dioxide (CO2) has already been admitted as one of the most dangerous menaces in modern era. Within this scope, two main research topics are becoming prominent nowadays. These are carbon capture and renewable energy production. Recent studies show that CO2 can be a suitable working fluid for geothermal power generation cycles, as well as refrigeration and heat pump applications. In this thesis, thermodynamic properties, energy and exergy efficiencies were covered for supercritical geothermal cycle which uses CO2 refrigerant that generated with carbon capture and storage technologies. Thus, it is aimed to obtain data on the thermodynamic and environmental performance of the cycle. An imaginary case study had been established to make examinations on power generation cycle. In this case CO2 refrigerant was used as working fluid in binary power cycle, further energy and exergy performances were obtained. Eventually, the system was evaluated as promising and improvable