Organik Rankine Çevrimi Nedir?

Bir takım kaynaklardan elde edilmekte olan ısı enerjilerinin elektrik enerjisine dönüştürmek amacı ile tasarlanan sistemlere organik rankine çevrim sistemleri adı verilmektedir. Bu sistemler kendisine endüstri ve enerji alanın ORC ismi ile yer bulmaktadır. Testi ve analizi yapılan akışkanlar bu sistemler içerisine dahil edilmektedir.

ORC Sistemlerinin Çalışma Mantığı

Organik Rankine çevrimlerinde ana döngüyü sağlayan su kullanılmazken bunun yerine organik bileşikler kullanılmaktadır. ORC’nin çalışma mantığı bu şekilde gerçekleşmektedir. Bu çalışma esnasında ısı kaynağı atık şeklindeki sıcak su kullanılmakta olan organik rankine çevrim sistemleri ile birlikte klasik görülen soğutma çevrimi ile hem enerji hem de ekserji analizi yapılmıştır. Ayrıca bu sistem içerisinde R123, R141b, R245fa, R600 ve R600a olmak üzere toplam beş farklı akışkan kullanılmaktadır. Bu akışkanların kullanımı sayesinde performans katsayısı, ekserji verimi ve toplam ekserji yıkımı faktörlerinin incelemeleri yapılmıştır. Yapılmakta olan bu analiz çalışmaları R141b akışkanını daha uygun olarak öngörmüştür.

ORC Ne Amaçla Kullanılır?

Güneş, ısı, atık gibi bir takım ısı kaynaklarının kullanılarak elektrik enerjisi elde amacıyla organik rankine çevrim sistemleri kullanılır. Genellikle büyük ve orta ölçekli güç santrallerinde tercih edilen bu sistemin su kullanılan sistemlere göre bazı avantajları göze çarpmaktadır. Bu avantajlar arasında korozyon tehlikesi diğerlerine nazaran daha az olan hidrokarbon bileşiklerinin akışkan olarak kullanılması gelir. Böylece akışkan, türbin kanatlarına daha yavaş bir hızda çarpmakta ve türbin ömrünün daha uzun olmasını sağlamaktadır.

Bir diğer avantajda ORC sistemlerinde akışkanın hem düşük sıcaklık hem de düşük basınç il çalışması, sistem içindeki ekipmanların termal geriliminin daha az olmasını sağlamasıdır. Bu avantajlar düşük basınç ve sıcaklık kaynaklarından güç sağlanması için ORC sistemlerinin diğer sistemlere göre daha üstün kılmaktadır.

ORC Hakkında Yapılan Çalışmalar

ORC sistemi esas alınarak bazı çalışmalar yapılmıştır. Bu çalışmalardan birinde sistem üzerinde 18 farklı akışkan kullanılmıştır. Bu akışkanların kullanılması ile elde edilen güç, sağlanan ekserji verimi ve buharlaştırma unsurlarının ısı değiştiren gereksinimleri ayrı ayrı incelenmiştir. Edinilen tecrübeler ile sistem içerisinde kullanılan akışkanların verimi ve buharlaşma sıcaklıkları hakkında ekserji veriminin nasıl etkilendiği saptanmıştır.