Pompa ve türbinli sistemlerde enerji analizi ve ekonomik analiz

Pompa türbin sistemi santrifüj pompa ve türbin sistemlerinin beraber olduğu sistemlerdir.Çok yerlerde gece ve gündüz yükleri eşit olmaz;gündüz elektrik yükü daha fazladır.Dünya ekonomik gücünün mühim bir kısmı buhar türbinleri gibi termik tesislerden elde olunur.Buhar elde etmek için gereken kömür,akar yakıt,gaz gibi fosil yakıtlar ekonomik sebeplerden dolayı çabuk tüketilmemeleri için bu yakıtları biriktirmek çok mühimdir.Bütün buhar türbinleri en ekonomik çalışmalarını sürekli çalışarak yaptıkları bir gerçektir.Mümkün olarak fazla üniteyi devamlı olarak yüklü tutabilmemiz için tepe yüklerde kullanılmak üzere güç fazlasını depo etmemiz gerekir.Bu sistemler bu depolama işini yapmamızı sağlar.Metod fazla gücü kullanarak daha yüksek seviyedeki göle su pompalamaktır.Fazla gücün maliyeti tepe noktalarında satılan güçten daha azdır.Bu pompa ile depolamayı ekonomik yapar.Şimdi aynı şaft üzerinde iki ayrı santrifüj pompa, türbin ve bunların arasına monta edilmiş bir jeneratör olan bir sistem düşünelim.Önce enerji analizi yapalım.Burada %90 verimle çalışan bir santrifüj pompaya sahip olduğumuzu varsayalım.Gece ve gündüzün eşit ve 12 saat olduğunu varsayalım ve gündüz elektrik yükünün 20.000 kW gece ise 8.000 kW olduğunu varsayalım.Hesaplarımızda türbin ve jeneratörün kayıpsız çalıştığını varsayacağız.Şimdi sadece türbin olan bir sistem göz önüne alalım:

12 saat X 20.000 kW + 12 saat X 8.000 kW (jeneratöre aktarılan güç)

24 saat X 20.000 kW (tüm enerji;burada türbin geceleyin boşuna çalışmıştır.)

Bu bölme işleminin sonucu bize verimi verir.Burada verim %70 bulunur.

Şimdi ise pompa ve türbinli bir sistem göz önüne alalım:Burada tek kayıp pompadaki kayıptır.

12 saat X 20.000 kW + 12 saat X 8.000 kW + 12 saat X 12.000 kW X %90

12 saat X 20.000 kW + 12 saat X 8.000 kW + 12 saat X 12.000 kW

Buradan verim %97 bulunur.

Görüldüğü gibi pompa ve türbinli sistemlerde bariz bir verim artışı vardır.

2. olarak ekonomik analiz yapalım. Elektriğin gündüz fiyatını 1 kW saati 18 TL olarak; gece fiyatını ise 1 kW saati 7 TL olarak alalım. Önce sadece türbin olan sistemde 1 günde kazanılan parayı göz önüne alalım.

12 saat X 20.000 kW X 18 TL = 4.320.000 TL

12 saat X 8.000 kW X 7 TL = 672.000 TL toplarsak; 4.992.000 TL olarak bulunur.

Şimdiyse pompa türbinli sistemi göz önüne alalım:

Bu sistemde üstte olduğu gibi 1 gün gece gündüz 4.992.000 TL paranın kazanılmasının yanı sıra gece boşa giden 12 X 12.000 kW saatlik enerji %90 verimle depolanıp gündüz satılmak üzere saklanacaktır.Yani:

4.992.000 TL + (12 X 12.000 X 0.9 X 18) TL = 7.324.800 TL görüldüğü gibi bu sistemin çok kazançlı olduğu açıktır.