Bursa için konutlarda enerji tüketim karakteristiklerinin belirlenmesi ve bu konutlar için yakıt hücreleri ile alternatif enerji tüketim sistemlerinin karşılaştırılması

Abstract

Yakıt Hücreleri modüler yapısı, kısmi yüklerde verimli çalışması, çevresel etkisinin minimum olması, hem ısı hem güç sağlayabilmesi açısından çok iyi bir gelecek vaat etmektedir. Bu tez çalışmasında, Bursa bölgesinin iklim şartlarında ihtiyaç duyulan tipik evsel enerji taleplerine yakıt hücreli evsel bir bileşik ısı güç ( kojenerasyon ) sistemi’nin cevabı araştırıldı. Bilgisayar simülasyonu ile PEMFC ( Proton Değiştirici Membranlı Yakıt Hücresi ) ve SOFC ( Katı Oksitli Yakıt Hücresi ) esaslı ısı geri kazanımlı, evsel bir bileşik ısı güç sisteminin, saatlik termal ve elektriksel yükler için ulusal şebekeden tam bağımsız olarak nasıl çalışabileceği tespit edildi. Bilgisayar simülasyonunda kullanılacak verileri elde etmek için; Bursa’daki evlerin yapısal özellikleri ve ailelerin sosyoekonomik durumlarına göre enerji kullanım alışkanlıkları anket yapılarak, ayrıca tüm yıl için saatlik evsel enerji gereksinimleri, gaz, elektrik ve su faturaları incelenerek bulundu. Simülasyondan alınan sonuçlar enerji kullanımı, verim, yatırım ve işletme maliyetleri açısından klasik sistemlerle karşılaştırıldı. Yakıt hücreli modellerin, enerji kullanımı açısından klasik sistemlerden daha ekonomik ve verimli olduğu tespit edildi. Tüm klasik enerji sistemlerine göre, bugünkü ilk yatırım maliyetleriyle ekonomik olmamasına karşın, işletme maliyetleri açısından daha ekonomik olduğu, yatırım ve işletme maliyetlerinin toplamlarına göre ise, tamamen elektrikle çalışan klasik sistemlerle rekabet edebildiği, gazlı ısıtma - elektrikli soğutma sistemlerine göre ise rekabet edebileceği şartlar belirlendi.

Fuel Cells are promising for the Future with their Modularity, efficient Operation under the Part Load Conditions, minimal environmental impact and both of heat and power supplying. İn this study, specifications, characterisations and applications of Fuel Cells are described and analysed thermoeconomically for a Residential Cogeneration System with heat recovery for Turkey conditions ( for now, Bursa Climatic Conditions ). It was found consequently that a residential and cogeneration application of a Total Energy System Model based on PEMFC and SOFC analysed by a computer program Matlab coded is thermoefficient in terms of energy use for a year, but has disadvantage for the first Costs. Local inputs for the Model ( i.e.hourly energy use of a Turkish Family in a year ) have been determined by analysing the Bills and the Inquiry. Although system was not found economic for the first Costs under today’s conditions, it is more economic than the Classical Systems running electrically but competitive as to Natural Gas Heating and Electrical Air Conditioning Systems in terms of operational costs.