Atık Enerjisi – Waste Energy

Atık türünüz ve miktarınız ne olursa olsun, elektrik - ısı ve gübre elde edebilirsiniz...

Biyokütle - Biomass

Biyokütle, yaşayan ya da yakın zamanda yaşamış canlılardan elde edilen fosilleşmemiş tüm biyolojik malzemenin genel adıdır. Biyokütle, bir enerji kaynağıdır ve endüstriyel anlamda biyokütle, bu biyolojik maddelerden yakıt elde edilmesi ya da diğer endüstriyel amaçlarla kullanılması ile ilgilidir. Yaygın olarak, biyoyakıt elde etmek amacı ile yetiştirilen bitkiler ile lif, ısı ve kimyasal elde etmek üzere kullanılan hayvansal ve bitkisel ürünleri ifade eder. Biyokütleler, bir yakıt olarak yakılabilen organik atıkları da içerir. Buna karşın, fosilleşmiş ve coğrafi etkilerle değişikliğe uğramış, kömür, petrol gibi organik maddeleri içermez. Genellikle kuru ağırlıkları ile ölçülürler.

Biyoyakıtlar, biyoetanol, biyobütanol, biyodizel ve biyogazlarla ilgilidir.

Biyokütle elde etmek üzere, şeker kamışı, şeker pancarı, mısır, dallı darı, arpa, keten tohumu, ayçiçeği, kolza, soya fasulyesi gibi pek çok değişik bitki yetiştirilebilir. Petrol bağımlılığı azaltma ve küresel ısınma ile mücadelede yenilenebilir yakıtların artan önemi nedeniyle biyokütle üretimi büyüyen bir endüstri haline gelmiştir.

Biyokütleler de, petrol ve kömür gibi, güneş enerjisinin depolanmış halidirler. Bitkiler güneş enerjisini fotosentez aracılığıyla tutarlar.

Biyoyakıtların içerisindeki karbon, bitkilerin havadaki karbondioksiti parçalaması sonucu elde edildiği için, biyoyakıtların yakılması,dünya atmosferinde net karbondioksit artışına neden olmaz. Bu nedenle, pek çok insan, atmosferdeki karbondioksit miktarının artışına engel olabilmek için, fosil yakıtlar yerine biyoyakıtların kullanılması gerektiği görüşünü savunmaktadırlar.

Biyoyakıtlar, enerji dışında

  • yapı malzemesi
  • geri dönüşümlü kâğıt ve plastik.

üretiminde de kullanılırlar. İnsan eliyle biyokütle üretimi ve tüketimi aşağıdaki gibidir.

EKOSİSTEM TİPİ Alan Ortalama Net Üretim Dünya Üretimi Ortalama Biyokütle Dünyadaki Biyokütle En az yerine geçme oranı
  milyon km² gram(kuru)/m²/yıl milyar ton/yıl kg(kuru)/m² milyar ton yıl
Tropik yağmur ormanı 17.0 2,200 37.40 45.00 765.00 20.45
Tropik muson ormanı 7.5 1,600 12.00 35.00 262.50 21.88
Ilıman daimi yeşil orman 5.0 1,320 6.60 35.00 175.00 26.52
Ilıman geniş yapraklı ağaç ormanı 7.0 1,200 8.40 30.00 210.00 25.00
Kuzey ormanı 12.0 800 9.60 20.00 240.00 25.00
Akdeniz ormanı 2.8 750 2.10 18.00 50.40 24.00
Kültür ormanı ve çalılıklar 5.7 700 3.99 6.00 34.20 8.57
Savan 15.0 900 13.50 4.00 60.00 4.44
Ilıman yeşil alan 9.0 600 5.40 1.60 14.40 2.67
Tundra ve çam 8.0 140 1.12 0.60 4.80 4.29
Çöl, yarıçöl 18.0 90 1.62 0.70 12.60 7.78
Tam çöl, kaya, kum veya buz 24.0 3 0.07 0.02 0.48 6.67
Tarım alanı 14.0 650 9.10 1.00 14.00 1.54
Bataklık 2.0 2,000 4.00 15.00 30.00 7.50
Göller ve nehirler 2.0 250 0.50 0.02 0.04 0.08
Tüm kıtalar 149.00 774.51 115.40 12.57 1,873.42 16.23
Okyanus 332.00 125.00 41.50 0.003 1.00 0.02
Akıntı alanları 0.40 500.00 0.20 0.020 0.01 0.04
Kıta kıyıları 26.60 360.00 9.58 0.010 0.27 0.03
Yosun ve mercan alanları 0.60 2,500.00 1.50 2.000 1.20 0.80
Delta ve kıyı çalıları 1.40 1,500.00 2.10 1.000 1.40 0.67
Tüm sular 361.00 152.01 54.88 0.01 3.87 0.07
Genel toplam 510.00 333.87 170.28 3.68 1,877.29 11.02

Kaynak: Primary Productivity of the Biosphere, yazar Whittaker, R. H., yardımcı yazar Likens, G. E., bölüm Biyosfer ve İnsan, sayfalar 305-328, editörler Helmut Lieth ve Robert Whittaker, yayıncı Springer-Verlag, ISBN 0-387-07083-4, 1975; Ecological Studies, Vol 14 (Berlin)

Biyogaz - Biogas

Biyogaz terimi temel olarak organik atıklardan kullanılabilir gaz üretilmesini ifade eder. Diğer bir ifade ile Oksijensiz ortamda mikrobiyolojik floranın etkisi altında organik maddenin karbondioksit ve metan gazına dönüştürülmesidir.[1] Biyogaz elde edinimi temel olarak organik maddelerin ayrıştırılmasına dayandığı için temel madde olarak bitkisel atıklar ya da hayvansal gübreler kullanılabilmektedir. Kullanılan hayvansal gübrelerin biyogaza dönüşüm sırasında fermante olarak daha yarayışlı hale geçmesi sebebiyle dünyada temel materyal olarak kullanılmaktadır. Aynı zamanda tavuk gübrelerinden de oldukça verimli biyogaz üretimi sağlanabilmektedir. Tavuk gübresinin kullanımı tarım için önemlidir. çünkü bu gübre topraklarda verim amaçlı kullanılamaz. Topraklarda tuzlulağa sebep olurlar. Kullanılamayan bu gübre biyogaza dönüştürüldüğünde yarayışlı bir hal almış olur. Günümüzde biyogaz üretimi çok çeşitli çaplarda; tek bir evin ısıtma ve mutfak giderlerini karşılamaktan, jeneratörlerle elektrik üretimine kadar yapılmaktadır.

Biyogazın oluşumu

Biyogaz üç evrede oluşur[1] Bunlar,

  1. Hidroliz
  2. Asit oluşturma
  3. Metan oluşumu dur.

Birinci aşama atığın mikroorganizmaların salgıladıkları enzimler ile çözünür hale dönüştürülmesidir.[1] Bu aşamada polisakkaritlermonosakkaritlere, proteinler peptidlere ve aminoasitlere dönüşür. Bundan sonraki aşamada asit oluşturucu bakteriler devreye girerek bu maddeleri asetik asit gibi küçük yapılı maddelere dönüştürürler. Asit oluşumu üretim esnasında pH‘nın düşmesine neden olabilir bu durum metan oluşumunu sağlayacak bakteriler üzerinde olumsuz etki yaratabilir. Son aşamada ise bu madeleri metan oluşturucu bakteriler biyogaza dönüştürürler. Görüldüğü gibi biyogaz oluşumu mikrobiyolojik etmener ile gerçekleşmekte ve doğal olarak bu mikrobiyolojik organizmaların etkileneceği her türlü koşul biyogaz üretimini de etkilemektedir.

Hidroliz aşaması: İlk aşamada mikroorganizmaların salgıladıkları selular enzimler ile çözünür halde bulunmayan maddeler çamur içerisinde çözünür hale dönüşürler. Uzun zincirli kompleks karbonhidratları, proteinleri yağları ve lipidleri kısa zincirli yapılara dönüştürürler. Bu basit organiklere dönüşüm sonucunda birinci aşama olan hidroliz tamamlanmış olur.

Asit oluşturma aşaması: Çözünür hale dönüşmüş organik maddeleri asetik asit, uçucu yağ asitleri, hidrojen ve karbondioksit gibi küçük yapılı maddelere dönüşür. Bu aşama anaerobik bakteriler ile gerçekleştirilir. Bu bakteriler metan oluşturucu bakterilere uygun ortam oluştururlar.

Metan oluşumu: Bakterilerin asetik asiti parçalayarak veya hidrojen ile karbondioksit sentezi sonucunda biyogaza dönüştürülmesi işlemdir. Metan üretimi diğer süreçlere göre daha yavaş bir süreçtir. Metan oluşumundaki etkili bakteriler çevre koşullarından oldukça fazla etkilenirler.

Biyogaz üretiminde kullanılan materyaller

Biyogaz üretimi için kullanılan materyaller, hayvansal gübreler, organik atıklar ve endüstriyel atıklar olarak üç başlık altında incelenebilir.[2]Bu bağlamda kullanılan materyaller,[3]

  1. Hayvansal atıklar[3]
    1. Hayvancılık ile elde edilen atıklar,
    2. Hayvan gübreleri,
  2. Bitkisel atıklar[3]
    1. Bahçe atıkları,
    2. Yemek atıkları,
  3. Endüstriyel atıklar[3]
    1. Zirai atıklar,
    2. Orman endüstrisinden elde edilen atıklar,
    3. Deri ve tekstil endüstrisinden ele edilen atıklar,
    4. Kağıt endüstrisinden elde edilen atıklar,
    5. Gıda endüstrisi atıkları,
    6. Sebze, tahıl, meyve ve yağ endüstrisinden elde edilen atıklar,
    7. Şeker endüstrisi atıkları,
    8. Evsel katı atıklar,
    9. Atıksu arıtma tesisi atıkları.

Biyogaz üretimi tarımsal atıklardan yararlanılarak yapılabileceği gibi endüstriyel atıklardan yararlanılarakta yapılabilmektedir. Kentsel atıkların ayrı ayrı toplanılması ve kanalizasyon atıklarının arıtma tesislerinde toplanılmasıyla önemli ölçüde biyogaz üretim imkânı vardır. Bu çerçevede Türkiye’de İzmir Büyükşehir Belediyesi’nin Büyük Kanal Projesi çerçevesinde yaptığı bazı çalışmalar bulunmaktadır.

Biyogaz üretimini etkileyen faktörler

Genel olarak biyogaz oluşumuna etki eden mikrobiyolojik bakterilerin etkileneceği her faktör biyogaz üretimini de etkiler.[1] Bir bakterinin yaşamsal falliyetlerini devam ettirebilmesi için belirli sıcaklık ve pH değerlerine ihtiyacı vardır.[1] Aynı zamanda toksisite de bakterilerin falliyetlerini direk olarak etkiler.[1] C/N oranı (Karbon / Azot) bir bakterinin ayrıştırma hızına etkisi bulunduğu için önemlidir. C/N oranın dar olması bakterilerin o atığı daha hızlı ayrıştırması anlamına gelir.[1] Son olarak da biyogaz üretiminin yapıldığı reaktörde organik yükleme hızı ve hidrolik bekleme süreside biyogaz üretimine direk olarak etkiler.[1]

Sıcaklığın biyogaz üretimine etkileri:
Metanojenik bakteriler çok yüksek ve çok düşük sıcaklık değerlerinde aktif olmamaktadır. Bu yüzden biyogaz üretiminin gerçekleşeceği reaktör sıcaklığı biyogazın üretimine veya hızına direk olarak etki etmektedir. Bu bakteriler sıcaklık değişimlerine karşıda oldukça hassastırlar. Reaktörün içerisindeki sıcaklık bekleme süresini ve reaktör hacmini de belirler. Sıcaklığın düzeyine göre sınıflandırılması üç şekilde yapılabilir.[1]

  1. Psikofilik sıcaklık aralığı = 12-20 Derece
  2. Mesofilik sıcaklık aralığı = 20-40 Derece
  3. Termofilik sıcaklık aralığı = 40-65 Derece

pH’nın biyogaz üretimine etkileri:
Metan oluşturucu bakteriler için en uygun pH değerleri nötr veya hafif alkali değerlerdir.[1] Anaerobik şartlarda fermantasyon işlemi devam ederken 7-7.5 arasında değişir. pH değerinin 6.7 düzeylerine düşmesi durumunda bakteriler üzerinde toksit etki yapar. Asit oluşturucu bakterilerin ise sayısı artarak pHnın düşmesine ve metan oluşumunun durmasına sebep olabilirler. Bu gibi durumlarda reaktöre organik madde yüklenmesi kesilerek asit oranının düşmesi sağlanır. pH’nın kararlı bir hale gelebilmesi için kimyasal da kullanılabilmektedir.[1] Bu kimyasallardan bir tanesi sönmüş kireç olarak bilinen kalsiyum hidrooksittir.

Toksisite’nin biyogaz üretimine etkileri:
Mineral iyonları, ağır metaller ile deterjan gibi maddeler bakterilerin gelişimi üzerinde olumsuz etkiler oluştururlar.[1] Bu maddelerin biyoreaktörlere sızması ile üretimin yavaşlaması veya durması söz konusu olabilmektedir. Tavuk yetiştiriciliğinde yemlere antibiyotik katılması, gaz üretiminde tavuk gübrelerinin kullanıldığı sistemlerde toksisite etkisi yapmaktadır. Bu şekildeki yemlerle beslenen tavukların gübrelerinde de antibiyotikler bulunmakta ve bu antibiyotikler metan oluşturcu bakteriler üzerinde olumsuz etki yapmaktadır.

C/N oranı’nin biyogaz üretimine etkileri:
Anaerobik bakteriler karbonu enerji elde edebilmek için kullanmaktadırlar. Azot ise bakterilerin büyümesi ve çoğalması için gerekli olan diğer maddedir. C/N orano biyogaz elde edilecek olan atık için uygun değerlerde olmalıdır. Oran 23/1 düzeyinden fazla ve 10/1 oranından az olmamalıdır.[1] Azot oranının fazla olması amonyak oluşumu sebebiyle biyogaz üretimini olumsuz etkilemektedir.

Organik yükleme hızı’nın biyogaz üretimine etkileri:
Organik yükleme hızı, birim hacim() bioreaktörlere günlük olarak beslenen organik madde miktarıdır.[1] Organik yükleme hızının mümkün oldukça optimumda tutulması gereklidir Aksi halde pH seviyesi düşerek gaz oluşumunu tamamen durabilmektedir.

Atık Materyali Yükleme miktarı/Gün
Sığır gübresi 2.5-3.5 kgUM/m3.gün
İlave besin maddeli sığır gübresi 5.0-7.0 kgUM/m3.gün
Domuz Gübresi 3.0-3.5 kgUM/m3.gün

Mesofilik şartlarda çalışan reaktörler için optimum organik yükleme hızı.[1]

Biyoreaktörler

Biyogazın üretimi için tasarlanmış yapıların genel ismidir. Küçük hacimli ve büyük hacimli olarak ikiye ayrılabilir. Küçük hacimli reaktörlerhacim olarak 3 ton a kadar olabilmektedir. Ancak yapılan araştırmalarda 10 tonun altında istenilen verimlilikte olmamaktadır. Biyoreaktörün tasarımında üretimin kesik kesik mi yoksa sürekli mi olacağı da belirleyici bir unsurdur. Dünyada biyoreaktörü ve biyogazı en çok kullanan ülke Çin dir.[1] Bu ülkenin kendine has küçük kapasiteli reaktörleride vardır. Son dönemlerde ucuz maliyeti nedeniyle torba tipi ya da balon tipi reaktör modelleride yaygınlaşmaktadır.[1] Ancak bu model reaktörlerin verimli hizmet süreleri takriben 2 – 3 yıl kadardır. Biyogaz üretiminde ise kullanılan en yaygın üç reaktör aşağıdaki gibidir,[3]

  1. Sabit kubbeli (Çin tipi) reaktörler,
  2. Hareketli kubbeli (Hint tipi) reaktörler
  3. Torba tipi (Tayvan tipi) reaktörler 

Türkiye’de biyogaz

1980 – 86 yılları arasında Türkiye’de Toprak-Su araştırma enstütüleri tarafından yoğun olarak araştırılmıştır.[4] Daha sonra ise bu konudaki araştırmalar üniversiteler bünyesinde bireysel olarak devam etmiştir. Biyogaz üretimi herkesin kendi başına yapabileceği bir şey değildir. Bu üretim için eğitimli ve gerekli donanımı olan kişiler tarafından desteklenmesi gerekmektedir.[4] Türkiye’de bu konuda yeterli bilgiye sahip kişilerin bulunması hususunda sorunlar bulunmaktadır. Türkiye’deki pilot uygulamalardan birisi Tübitak destekli Kocaeli Belediyesinin iştiraki olan İzaydaş bünyesinde kurulmuş olan biyogaz tesisidir. (www.biyogaz.org.tr) 2400 metre küplük 2 ana fermanterden oluşan tesis 350 kW kapasitesindedir.

Dünya’da biyogaz

Dünyada biyogaz üretim ve kullanımı giderek gelişmektedir. Hayvan gübresinden elde edilen biyogazın tesis oranları dikkate alınırsa dünyadaki tesislerin %80’i Çin‘de %10’u Hindistanda, Nepal ve Tayland‘ta bulunmaktadır.[1] Tesis sayısına göre ise ülkelerin sıralaması yanda tabloda verilmiştir.[1]

Avrupa‘nın hayvan gübresi ile elde ettiği biyogaza ve tesis sayısına bakılacak olursa bu noktada Almanya 2,200 tesis ile en fazla üretim yapan ülke konumundadır.[1] Bu ülkeyi 70 tesis ile İtalya takip etmektedir.[1] Almanya’da biyogaz tesislerinin yapımı 1993 yılından itibaren artmış ve yine aynı yıldan günümüze kadar 139 tesisten 2,200 tesise kadar artmıştır.[1]

Biyogazın kullanım alanları

Biyogaz doğalgazın kullanım alanlarıyla paralel olarak kullanılabilen bir enerji kaynağıdır.[3] Biyogaz kullanım alanları aşağıdaki gibi sıralanabilir,[3]

  1. Doğrudan yakarak ısınma ve ısıtma,
  2. Motor yakıtı olarak kullanımı suretiyle ulaşım,
  3. Türbin yakıtı olarak kullanımı ile elektrik üretimi,
  4. Yakıt pillerinde kullanımı,
  5. Mevcut doğalgaza katılarak maliyetlerin düşürülmesi,
  6. Kimyasal maddelerin üretimi sırasında biyogaz kullanımı.

Tüm bu kullanım alanlarının yanı sıra biyogaz çevreye karşı duyarlı bir enerji kaynağıdır. Bu yüzden gelişen koşullarda çevre kirliliğininönlenmesinde yeşil yakıt olarak bilinen organik madde kökenli biyogaz kullanımı daha önemlidir. Biyogaz üretimi için kullanılan ham maddeler tarımsal arazilerde üretildiği için, tarımsal işletmelerde gerek seraların ve iskan yapılarının ısıtılmasında gerekse traktörlerin yakıtı olarak kullanılmasında önemli bir fayda sağlayabilmektedir. Bu şekilde kullanılan biyogaz işletme maliyetlerini önemli ölçüde azaltmaktadır.

Atık Isı - Waste Heat

Atık ısı işleyen makineler ve enerji kullanan işlemler sonucu zorunlu yan ürün olarak üretilir, örneğin buzdolabı havası ısıtır ve yanmalı motorlar çevreye ısı yayar. Birçok sistemin, yan ürünü olarak ısı çıkarma ihtiyacı, termodinamik kanunlarının temelidir. Atık ısı orijinal enerji kaynağından daha düşük faydaya(termodinamik sözlüğünde düşük ekserji veya yüksekentropi) sahiptir. Her türlü insan aktivitesi, doğal sistemler ve bütün organizmalar atık ısı kaynağıdır. Gereksiz soğuk(ısı pompasında olduğu gibi) çıkışı da atık ısı biçimidir. 

Çevreye salınarak atık olması yerine, bazen atık ısı başka bir işlemde ya da eğer eksik ısı sisteme eklenirse atık olacak ısını bir kısmı aynı işlem için kullanılabilir.(Isı kazanımı havalandırmalarında olduğu gibi)

Termal enerji depoları kısa ve uzun dönemli ısı muhafaza edebilen teknolojiye sahip olduğu için atık ısının kullanımını arttırır. Örneğin; klimalar atık ısıyı gaz tankında gece ısıtmada kullanmak için depolar. Başka bir örnek; İsveç’te bir dökümhanedeki sezonluk termal enerji deposunda ısı bir dizi sondaj delikleri olan ısı eşanjörü tarafından çevrelenmiş olan ana karada depolanır böylece ısı yankındaki bir fabrika tarafından aylar sonra bile ortam ısıtmak için kullanılabilir.[1] MTED kullanımının örneği, doğal atık ısının Kanada, Alberta’daki Drake Landing güneş topluluğunda, mevsimlerarası ısı deposu için ana karada bir dizi sondaj deliği kullanılır ve bu sayede yıllık enerji ihtiyacının yüzde 97’sini garaj çatısındaki düzlemsel güneş kollektörü tarafından karşılanılır.[2][3] MTED’nin diğer kullanımı da kış soğuğunu yeraltında depolayıp, yazın klima olarak kullanmaktır.[4]

Bütün organizmalar metabolikişlemleri sonucunda ısı yayar ve eğer çevrenin sıcaklığı buna izin verecek kadar yüksekse canlı ölür. 

İnsan kaynaklı atık ısı kentsel ısı adası etkisinin gelişmesine yardımcı olur. En büyük atık ısı, makinelerden(örneğin, elektrik jeneratörleri ve endüstriyel işlemler örneğin, çelik ve cam üretimi) ve bina yüzeylerindeki ısı kaybından kaynaklanır. Atık ısıya ana katkıyı taşıt yakıtlarının yakılması sağlar.

Enerjini Dönüşümü

Fosil yakıt kullanarak enerjiyi işe ya da elektrik enerjisine dönüştüren makineler yan ürün olarak ısı üretir.

Kaynaklar

Enerji uygulamalarının çoğunda, enerjinin çeşitli biçimleri kullanılır. Bu enerji biçimleri HVAC, mekanik enerji ve elektrik gücünün karışımını içerir. Yüksek sıcaklıktaki ısı kaynağının üstünde çalışan ısı motoru, sık sık bu ek enerji biçimlerini üretir. Isı motoru termodinamiğin ikinci yasasına göre hiçbir zaman mükemmel verimle çalışamaz, öyle ki ısı motoru üretim fazlası olarak düşük sıcaklıkta ısı üretir. Bu genelde atık ısı ya da “ikincil ısı” ya da “düşük derecede ısı” olarak anılır. Bu ısı, genel ısıtma uygulamaları için kullanışlıdır ama bazen ısı enerjisinin taşınımı, elektrik ve fosil enerjinin aksine kullanılabilir değildir. Toplamda en büyük atık enerji elektrik santrallerinden ve araç motorlarından kaynaklanır. Tekil olarak en büyük enerji kaynakları elektrik santralleri ve petrol rafinerisi ve çelik fabrikası gibi endüstriyel fabrikalarıdır.

Elektrik üretimi

Termik santralin elektrik verimi giren ve çıkan enerjinin oranıyla belirlenir. Elektrik verimi genelde %30 civarındadır.[5] Görsellerde de götürdüğü üzere soğutma kuleleri, elektrik santrallerine enerjinin diğer biçimlere dönüşümü için gerekli olan düşük sıcaklık farkının oluşmasına izin verir. Atık ısı çevrede kayıp olmak yerine faydalı bir şekilde kullanılabilir.

Endüstriyel işlemler

Petrol rafinerisi, cam ve çelik üretim fabrikaları gibi endüstriyel işlemler atık ısının temel kaynağıdır.

Elektronik

Enerjinin küçük bir kısmı olmasına rağmen, elektronik parçalardan ve mikroçiplerden kaynaklanan atık ısıyı ortadan kaldırmak mühendisliğin önemli uğraşlarından biridir. Bu ısıyı ortadan kaldırmak için soğutucu kullanımı gereklidir.

Biyolojik

İnsanlar dâhil bütün hayvanlar metabolizmalarının sonucu olarak ısı üretir. Sıcak durumlarda bu ısı sıcak kanlı hayvanlar için geçerli olanhomeostaz seviyesinin aşılmasında sebep olur ve canlı bu ısıyı terlemeve nefesalıp-verme gibi ısıldüzenleme yöntemleriyle ortadan kaldırır.[6]

İmha

Düşük sıcaklıktaki ısı çok az iş yapma potansiyeline sahiptir(ekserji),yani ısı atık ve çevre tarafından kabul edilmediği sürece niteliklidir. Ekonomik olarak en uygunu göl,deniz veya nehir sularıyla yadsımaktır. Eğer yeterli soğutma suyu yoksa, santralin atık ısıyı doğaya yadsıtması için soğutma kulesine ihtiyacı vardır. Bazı durumlarda kojenerasyonla evler atık ısıyla ısıtılabilir. Ne kadar atık ısının salınımı yavaşlatılsa da, bu sistemler ısının birinci kullanıcısı için verimin düşmesine sebep olur.

Kullanımları

Kojenerasyon ve trijenerasyon

Yan ürün olan atık ısı kojenerasyon sisteminin kullanılmasıyla azaltılır. Yan ürün olan ısının kullanımındaki kısıtlamalar birincil olarak maliyet/verim sorunlarının mühendisliğindeki enerji dönüşümünün düşük sıcaklık farklarından etkili olarak yararlanılmasındandır. Havuz ısıtma ve kâğıt fabrikaları atık ısı kullanımının uygulamalarındandır. Emilimli soğutucuların soğutma yaptığı durumlar trijenerasyon olarak adlandırılır.

Ön-ısıtma

Atık ısı gelen sıvı ve cismi çok ısınmadan ısıtmaya zorlanabilir. Örneğin çıkan su ısı eşanjöründe evi veya santrali ısıtmadan önce gelen suya atık ısı verebilir.

Atık ısının elektriklenmesi

Termal enerjiyi elektriğe dönüştürmek için birçok yaklaşım ve teknoloji on yıllardadır var. Organik rankine çevrimi sayesinde organik cisim su yerine kullanılabilir. Bu işlemin avantajı elektrik üretmek için normal su buharı çeviriminde daha düşük ısı kullanmasıdır.[7] Tufan atık ısı motoru buharlı rankine çevriminin bir örneğidir. Seebeck etkisi olarak da bilinen yarı iletken üzerindeki sıcaklık farkının voltaj üretmesi olgusu termoelektrik kullanılarak yapılan yaklaşımlardan biridir.[8]

Sera

Atık ısı (yanma sonucu oluşan karbondioksitle)soğuk iklimlerde seraları ısıtmak için kullanılabilir.[9]

İnsan kaynaklı ısı

İnsan kaynaklı ısı, insan ve insan aktivitesi sonucu ortaya çıkar. Amerikan meteoroloji topluluğuna göre “Atmosfere atılan ısı insan aktivitesinin sonucu ve genelde fosil yakıt yakılmasından kaynaklanır. Kaynaklar endüstriyel fabrikalar, ısıtma, soğutma, insan metabolizması ve taşıt egzozudur. Şehirlerde bu kaynak yerel ısı dengesini 15-50 W/m2 kadar arttırır hatta soğuk iklimlerdeki büyük şehirlerde ve endüstriyel bölgelerde yüzlerce W/m2 arttırır.”[10]

İnsan kaynaklı ısının hesaplanması ısıtma ve soğutmadaki enerji, çalışan tertibatlar, ulaşım, endüstriyel işlemler ve insan metabolizmasının yaydığı ısı toplamıyla yapılır.

Çevresel etki

İnsan kaynaklı ısı kırsal bölgelerde az, yoğun kentsel bölgelerde ise daha fazladır.[11] Bu kentsel ısı adası oluşumuna katkı sağlar. Tanım olarakkentsel ısı adasına yol açan diğer insani etkiler(yansıtabilirlikteki değişim ya da buharlaştırmalı soğutmadaki kayıp) insan kaynaklı ısı sayılmaz.

İnsan kaynaklı ısı küresel ısınmaya sera gazından daha az etki eder.[12] 2005’te kentsel bölgelerde insan kaynaklı ısı akışı önemli derecede yüksek olsa da küresel olarak enerji akışının sadece %1’i insan kaynaklı sera gazında kaynaklanır. 2005’te atık ısının küresel sera etkisine katkısı 0.028 W/m2’dir. Bu istatistikler kentsel bölgeler artarken öngörülmüştür.[13]

Atık ısının bölgesel iklime[14] etkisi gösterilmiş olmasına rağmen, atık ısının sera etkisine katkısı küresel iklim simülasyonlarının son modelinde hesaba katılmamıştır. Denge iklimi deneyleri istatistik olarak kıtasal ölçüde yüzey ısınmasının etkisini(0,4-0,9 °C) 2010 AHF senaryosunda sunmuştur lakin günümüzde ya da 2040’da geçerli değildir.[13] Son dönemlerde gerçekleştirilmiş[9] insan kaynaklı ısıdaki farklı büyüme oranlarıyla basit küresel hesaplamalar bize ilerleyen yüzyıllardaki küresel ısınmaya etkisin göstermiştir.[15] Örneğin, atık ısıdaki %2’lık büyüme artışı 2300 yılında sıcaklığı en az 3 derece arttıracaktır. Bu öngörü daha kapsamlı hesaplamalar sonucunda da onaylanmıştır.

You are donating to : Solar Invento Foundation

How much would you like to donate?
$10 $20 $30
Would you like to make regular donations? I would like to make donation(s)
How many times would you like this to recur? (including this payment) *
Name *
Last Name *
Email *
Phone
Address
Additional Note
Loading...