Gaz motoru ve gaz türbini teknolojileri: Genel bakış
İki enerji üretim teknolojisinin karşılaştırılması
Sürekli gelişen enerji üretimi ortamında, iki merkezi olmayan enerji üretim teknolojisi verimlilikleri ve güvenilirlikleri ile öne çıkmaktadır: gaz motorları ve gaz türbinleri. Her ikisi de uzun mesafeli elektrik iletimi ve dağıtımına olan bağımlılığı azaltma avantajı sunar, ancak her teknoloji farklı avantajlar ve özel uygulamalar sunar. Temel farkları anlamak, merkezi olmayan enerji üretim teknolojileri konusunda bilinçli kararlar vermenize yardımcı olabilir.
Özel Jenbacher uzmanlarımız kişisel danışmanlık sağlamak için hazırdır.
Gaz motoru teknolojisi
Bu içten yanmalı motorlar elektrik üretmek için gaz yakıtlarla çalışır. Enerji santrallerinde, endüstriyel tesislerde ve güvenilir, yerinde enerji üretimine ihtiyaç duyulan diğer sektörlerde yaygın olarak kullanılırlar.
Tipik gaz motoru enerji santrali kapsamı nedir?
- Gaz motoru: Jeneratör setinin (jeneratör) kalbi olan bu motor, mekanik enerji üretmek için ya bir gaz-hava karışımının ateşlendiği ya da silindirlere doğrudan hava enjeksiyon sistemi aracılığıyla yakıt enjekte edildiği içten yanma prensibine göre çalışır.
- Jeneratör: Motorla bağlantılı olan jeneratör (veya alternatör) motor tarafından üretilen mekanik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürür. Bir elektromanyetik alan oluşturarak bir akım indükleyen bir stator içinde dönen bir rotordan oluşur.
- Kontrol sistemi: Kontrol paneli, ilgili yazılım ile birlikte jeneratörün çalışmasını izler ve kontrol eder. Jeneratörün güvenli, verimli ve güvenilir bir şekilde çalışmasını sağlar – jeneratörü başlatır ve durdurur, çıkış voltajını düzenler ve jeneratörü aşırı yüklerden ve diğer arızalardan korur.
- Isı eşanjörleri: Elektrik üretimi sırasında üretilen atık ısının yakalanmasıyla sistemin genel verimliliği önemli ölçüde artırılır. Aksi takdirde boşa harcanan bu ısı, yerinde ısıtma, bölgesel ısıtma, endüstriyel prosesler ve hatta soğutma (harici absorpsiyonlu soğutucular aracılığıyla) için yeniden kullanılır.
- Yardımcı ekipman: Buna soğutma, egzoz, yakıt, çalıştırma ve diğer sistemler dahildir.
Bu bileşenler, jeneratörün verimli ve güvenilir bir şekilde çalışmasını sağlamak için birlikte çalışır ve gerektiğinde sabit bir elektrik ve ısı kaynağı sağlar.
Gaz motoru nasıl çalışır?
Süreç, doğal gaz, biyogaz veya diğer gaz yakıtlar gibi bir hava ve yakıt karışımının motorun yanma odasına alınmasıyla başlar. Karışım daha sonra bir piston tarafından sıkıştırılır ve bir buji tarafından ateşlenir. Ortaya çıkan patlama pistonu aşağıya doğru iterek krank milini döndürür ve mekanik enerji üretir. Bu mekanik enerji daha sonra bir alternatör tarafından elektrik enerjisine dönüştürülür. Özel motor versiyonları, hem hidrojen gibi yakıtların yanmasını hem de motorun geçici performansını iyileştirmek için doğrudan port enjeksiyon teknolojisini de kullanır.
INNIO Group, mükemmel verimlilik, güvenilirlik ve esneklik için tasarlanmış çok çeşitli gaz motoru çözümleri sunmaktadır. Bu motorlar, enerji üretimi; CHP veya kojenerasyon; ve kombine soğutma, ısı ve güç (CCHP) veya trijenerasyon dahil olmak üzere çeşitli uygulamalarda kullanılabilir.
Gaz türbini teknolojisi
Standart bir gaz türbini enerji santrali, gaz motoru santraline benzer bir kapsama sahiptir. Ancak bu durumda gaz türbini ünitesi yanan gazdan elde edilen enerjiyi türbini döndürmek için mekanik enerjiye dönüştürür. Bu teknoloji verimliliği, esnekliği ve güvenilirliği nedeniyle enerji santrallerinde ve endüstrilerde yaygın olarak kullanılmaktadır.
Gaz türbini nasıl çalışır?
- Hava girişi: Süreç, genellikle santrifüjlü veya eksenel bir kompresörle sıkıştırılan havanın alınmasıyla başlar.
- Yakıt yanması: Basınçlı hava daha sonra bir yanma odasında yakıtla (tipik olarak doğal gaz veya dizel) karıştırılır. Yakıt-hava karışımı ateşlenerek yüksek sıcaklıkta, yüksek basınçlı gaz üretilir.
- Enerji üretimi: Bu yüksek basınçlı gaz daha sonra türbin kanatlarına doğru yönlendirilerek dönmelerine neden olur. Dönen türbin, mekanik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren bir jeneratöre bağlanır.
- Isı geri kazanımı: Türbinden çıkan egzoz ısısı, kojenerasyon olarak bilinen bir süreç olan çeşitli uygulamalar için sıcak su veya buhar üretmek üzere ısı eşanjörlerinde kullanılabilir. Kombine çevrim gaz türbini (CCGT) enerji santrallerinde, egzoz gazından gelen ısı buhar üretmek için kullanılır, bu da ek elektrik üretmek için bir buhar türbinini çalıştırır. Bu süreçler enerji santralinin genel verimliliğini önemli ölçüde artırır.
Gaz motoru ve gaz türbini karşılaştırma tablosu
| Parametre | Gaz Motoru | Gaz Türbini |
| Elektrik verimliliği (basit çevrim) | 39 – 49% | 30 – 42% |
| Elektrik verimliliği (kombine çevrim) | N/A | 50 – 63% |
| Toplam verimlilik (elektrik + ısı) | 80 – 95% | 75 – 85% |
| Egzoz ısısı mevcut | 400 – 500°C | 450 – 650°C |
| Gerekli gaz basıncı | < 500mbar – 12bar | 20bar – 50bar+ |
| Başlangıç süresi | 45 saniye – 5 dakika | 5 – 10 dakika; 30 – 60 dakika (CGT) |
| Sınırlamaları başlatın | kısıtlı değil | 1 saatlik çalışma penceresi gerekli |
| Kabulü yükleme süresi | < 15 saniye | > Senkronizasyona kadar 2 dakika |
| Ayak İzi | + | + |
| Hareketlilik | ++ | ++ |
| Revizyon aralığı | 60,000 – 80,000 oph | 100.000 – 150.000 oph |
| CAPEX | +++ | +++ (basit çevrim); ++ (kombine çevrim) |
| OPEX | ++ | + (basit çevrim); +++ (kombine çevrim) |
| COD | Birkaç hafta | Birkaç ay |
| Ortam sıcaklığı ve rakım esnekliği | +++ | O |
Doğru enerji üretim teknolojisinin seçilmesi
Enerji üretim projenizin özel gereksinimleri, sonuçta hangi teknolojiyi (gaz motoru veya gaz türbini) seçeceğinizi belirleyecektir. Her birinin kendine özgü güçlü ve zayıf yönleri vardır. Enerji üretim ihtiyaçlarınız için en iyi çözümü belirlemek için kapsamlı bir analiz şarttır. Yukarıdaki tabloyu kullanın ve kararınızı verirken aşağıdaki faktörleri göz önünde bulundurun:
Verimlilik
Gaz türbinleri kombine çevrim uygulamalarında gaz motorlarından daha yüksek verimlilik elde edebilirken, gaz motorları basit çevrim uygulamalarında daha yüksek elektrik verimliliği sunar. CCGT kurulumları tipik olarak daha uzun başlatma süreleri gerektirir, bu da gaz türbinlerini sürekli baz yük enerji üretimi için iyi bir seçim haline getirebilir. Öte yandan, gaz motorları kısmi yükte daha iyi verimliliğe sahip olma eğilimindedir, bu da onları değişken yük profillerine sahip uygulamalar veya hızlı bir şekilde yükselip alçalması gereken puant enerji santralleri için daha uygun hale getirir. Gaz motorlarını kademelendirerek, çok geniş bir santral yük aralığında nominal değere yakın santral verimlilikleri elde edilebilir.
Kaynak INNIO Grup
Esneklik
Gaz motorları hızlı bir şekilde başlayıp durabilir ve güç çıkışlarını hızla artırıp azaltabilirler. Bu da onları şebeke dengeleme veya yenilenebilir enerji kaynaklarıyla entegrasyon gibi yüksek derecede esneklik gerektiren uygulamalar için iyi bir seçim haline getirir. Gaz türbinleri, özellikle daha büyük üniteler ve CCGT uygulamaları, daha uzun başlatma ve yeniden başlatma süreleri gerektirir.
Kaynak INNIO Grup
Yakıt türü
Gaz motorları daha fazla yakıt esnekliği sunar ve çok çeşitli gaz yakıtlarla çalışabilir, ancak özel yakıt işleme gereksinimleri değişebilir.
Boyut ve ölçeklenebilirlik
Gaz türbinleri, küçük mikro türbinlerden büyük endüstriyel ünitelere kadar çeşitli boyutlarda mevcuttur. Bu da onları dağıtık üretimden büyük merkezi enerji santrallerine kadar geniş bir yelpazedeki enerji üretim uygulamaları için uygun hale getirir. Gaz motorları genellikle küçük ve orta ölçekli enerji üretim uygulamalarında bulunsa da, modülerlikleri sayesinde boyutları kolayca büyütülebilir ve bu nedenle daha büyük merkezi enerji santrali uygulamaları için de uygundur.
Gaz basıncı
Gaz türbinleri, genel olarak, yakıt gazı basıncındaki değişikliklere karşı daha hassastır. Basıncın çok düşük olması yanma sürecini etkileyebilir ve türbinin verimliliğini ve güç çıkışını azaltabilir. Öte yandan, gaz motorları genellikle daha geniş bir gaz basıncı aralığında etkili bir şekilde çalışır. Gaz türbinleri için mutlak gaz basıncı gereksinimi daha yüksektir, özellikle gaz basıncının düşük olduğu yerlerde (örneğin dağıtım şebekelerinde) gaz kompresörü ihtiyacı gaz türbinleri için parazit yükleri büyük ölçüde artırır.
CAPEX ve OPEX
Gaz motorları genellikle gaz türbinlerine kıyasla daha düşük bir ön sermaye maliyetine sahiptir. Gaz türbinlerine göre daha sık bakım gerektirebilirler, ancak bu görevler genellikle daha basittir, bu nedenle daha az maliyetlidir ve daha kısa duruş süreleri gerektirir. Gaz türbinleri daha yüksek bir başlangıç sermaye maliyetine sahiptir, ancak bakımlar arasında daha uzun süreler çalışabilir, ancak bakım görevleri daha karmaşık ve daha uzun duruş süreleri ile daha pahalı olabilir. Doğru bakımla her iki teknoloji de benzer bir kullanım ömrüne sahip olabilir.
Çevresel etki
Gaz motorları ve gaz türbinleri tipik olarak düşük emisyon değerlerine sahiptir. Ancak, SCR sistemleri gibi ek emisyon kontrol teknolojileri veya yeşil hidrojen gibi karbon-nötr yakıtlar kullanılarak daha fazla karbondan arındırma mümkündür.
Yükseklik hassasiyeti
İrtifa arttıkça hava daha az yoğun hale gelir, bu da her iki teknolojinin güç çıkışını ve verimliliğini azaltabilir. Bununla birlikte, gaz türbinleri genellikle irtifa değişikliklerinden gaz motorlarına göre daha fazla etkilenir. Gaz motorlarının iki aşamalı turboşarj teknolojisi, daha yüksek irtifalarda bile istikrarlı güç çıkışı sağlar. Bu özellik türbin teknolojisinin ulaşması gereken bir zorluktur.
Ortam sıcaklığı
Yüksek ortam sıcaklıkları emme havası yoğunluğunu azaltarak her iki teknolojinin de güç çıkışını düşürebilse de, gaz motorları sıcak ortam sıcaklıklarında gaz türbinlerinden önemli ölçüde daha iyi performansa sahiptir. Gaz türbinleri yanma için büyük miktarda hava çeker ve sıcaklık bu havanın yoğunluğunu doğrudan etkiler. Kontrol sistemleri ile yakıt-hava karışımı ve ateşleme zamanlaması bu değişiklikleri telafi etmek için daha da geliştirilebilir ve performansın korunmasına yardımcı olur. Gaz türbini güç değerleri tipik olarak 15°C ortam sıcaklığında ISO Standartlarına göre verilir ve gaz türbini teknolojisi 25°C’de ISO standardında güç çıkışını belirtir. İki aşamalı turbo şarj teknolojisi, gaz motorlarının 45°C’nin çok üzerindeki ortam sıcaklıklarında tam yük güç çıkışında çalışmasına olanak tanır. Basit turbo şarj ayarı sayesinde gaz motorları ile yüksek ortamlarda daha iyi performans elde edilebilirken, türbin teknolojisinin ek maliyetler içeren ve aynı zamanda su gibi değerli kaynakları tüketen aktif hava girişi soğutmasına dayanması gerekir.
Enerji üretimi için Jenbacher çözümü
Jenbacher 50 MW enerji santrali
Jenbacher motor teknolojisinin avantajları:
- Verimlilik: Gaz motorları, özellikle birleşik ısı ve güç (CHP) sistemlerinde ve yüksek ortam sıcaklıklarında ve rakımlarda yüksek verimlilik seviyelerine ulaşabilir.
- Esneklik: Hızlı bir şekilde çalıştırılıp durdurulabildikleri için gaz motorları güç talebindeki değişikliklere verimli bir şekilde yanıt verir. Ayrıca, gaz motorları gerektiğinde kısmi yük modunda çalışabilir ve boyutları ölçeklenebilir.
- Çevresel etki: Gaz motorları ayrıca biyogaz gibi yenilenebilir yakıtlar, endüstriyel yan proses gazları ve hatta %100’e kadar hidrojen dahil olmak üzere çok çeşitli enerji kaynaklarıyla çalışabilir.
- Modüler çözümler: Modüler tasarım ve yüksek motor güvenilirliği, enerji santralinin çalışma süresini artırmaya ve düşük bakım gereksinimlerine yardımcı olur.
- Gelişmiş dijital çözümler: Uzaktan izleme ve tahmine dayalı analitik için myPlant yapay zeka destekli platform, gaz motorları filosunun performansını ve verimliliğini artırmaya yardımcı olur.
- Enerji geçişi desteği: Yenilenebilir enerji kaynaklarının (YEK) ve merkezi olmayan enerji üretim çözümlerinin artan payı ile gaz motorları, şebekeye esnek, verimli ve güvenilir bir güç sağlayarak ve değişken yenilenebilir enerji kaynakları ile birlikte istikrar sağlayarak enerji geçişinde önemli bir rol oynamaktadır.
Dünya çapında 13.000’den fazla Jenbacher CHP sistemimiz ile INNIO Group, motor bazlı enerji üretiminde küresel bir teknoloji lideridir. Jenbacher uzmanlarımız, gaz motorlarının enerji üretim projeniz için doğru seçim olup olmadığını belirlemek için sizinle birlikte çalışabilir. Ve zengin deneyimimizle, özel ihtiyaçlarınızı en iyi şekilde karşılayan çözümü bulmak için projenizin maliyetlerini ve faydalarını daha derinlemesine inceleyebiliriz.
Bir Jenbacher kojenerasyon tesisi, yanma işleminden kaynaklanan ısıdan yararlanmak için ısı eşanjörleri ile birlikte bir motor ve bir jeneratör içeren güç üretim ünitesinden oluşur. Enerji sistemleri motor soğutma suyu, yağlama yağı, hava/yakıt gazı karışımı ve egzoz gazı gibi ilgili tüm ısı kaynaklarını kullanır. Jenbacher CHP ve CCHP çözümlerini son derece esnek hale getiren 100°C ve üzeri su sıcaklığı seviyelerine ulaşılabilir.
Webinarımızı deneyimleyin: CHP çözümlerimiz hakkında bilgi edinin
Jenbacher Kuzey Amerika ekibi sizi, Jenbacher’in ekipman tasarımı ve performansı, hidrojen kullanımı ve çok daha fazlası dahil olmak üzere enerji santrali projelerinizi geliştirmenize nasıl yardımcı olabileceğini öğrenmek için son web seminerimizin kaydını incelemeye davet ediyor! Web seminerinde, aşağıdakiler hakkında daha fazla bilgi edineceksiniz:
- Bağımsız bir enerji santraline ve bileşenlerine genel bakış
- Jenbacher’in yüksek verimli tip 6 jeneratörü
- Hidrojen enerjisi üretim çözümlerimiz
- Kanıtlanmış ekipman tasarımı performansı nasıl artırır?
- Hızlı teslimat ve kolay kurulum ile enerji üretim çözümleri
Sağlanan bilgiler Kuzey Amerika pazarı için geçerlidir. Projenizi görüşmek için lütfen uzmanlarımıza ulaşın.
Uzmanlarımız size yardımcı olmaya hazır!
Yerinde güç çözümleri mi arıyorsunuz?
Elektrik erişimine mi ihtiyacınız var? Sizin için buradayız.
Enerji maliyetlerinizi düşürmek, hatta yerel şebekenize geri elektrik satmak mı istiyorsunuz?
INNIO’nun bölgesel uzmanları, ihtiyaçlarınızı en iyi karşılayan Jenbacher çözümünü bulmanıza yardımcı olabilir. Ücretsiz bir danışmanlık ile şunları yapabilirsiniz:
- Şirketiniz için yerinde enerji üretim çözümlerinin avantajlarını keşfedin
- Daha fazla finansal fayda için ekonomik modellemeyi nasıl kullanacağınızı keşfedin
- Yakıt türleri, fizibilite çalışmaları, ekipman ve tesis dengesi seçimi de dahil olmak üzere projenizin teknik yönleri hakkında yanıtlar alın
- Bölgesel teşvik programlarından nasıl yararlanacağınızı öğrenin
- Projeniz için teslimat seçeneklerini gözden geçirin: satın alma, finansman, kiralama ve ESCO veya BOO gibi bir hizmet sağlayıcıyı devreye alma
- Emisyon hedeflerine nasıl ulaşacağınızı öğrenin
Aşağıdaki iletişim formunu doldurun veya email.tr@innio.com adresine bir e-posta gönderin. Hadi başlayalım!
Bir uzmana danışın
Bize bir mesaj gönderin, görüşmeyi başlatmak için sizinle iletişime geçelim.
İşletmeniz ister yerinde güç çözümleri, ister elektriğe erişim, ister enerji maliyetlerini düşürmek, isterse de yerel şebekenize/tüketicilerinize elektrik satmak istiyor olsun, Jenbacher bölge uzmanları hangi çözümün sizin için en mantıklı olduğu konusunda size tavsiyelerde bulunabilir.
Daha Fazla Teklif
