BİR BİYOGAZ TESİSİNİ BİRLİKTE PROJELENDİRELİM - 6

Birlikte projelendirdiğimiz biyogaz tesisimizin üretebileceği kojeneratif enerji miktarını geçen yayınımızda hesaplamıştık. Sonuçlar şöyleydi;

Üretilebilecek Elektrik enerji miktarı yılda:   528.000 KWsaat/yıl,

Kazanılan termik(ısı) enerji miktarı yılda  :  633.600 KWsaat Yıl,

Toplam üretilen net kojeneratif enerji 
miktarı yılda                                         :1.161.600 KWsaat/yıl. 

Tesisimizin ürettiği bu kojeneratif eş zamanlı enerjinin tamamını kullandığımızda biyogaz tesisimizin veriminin  %90 olacağını saptamıştık.

Termik (ısı) enerjisini nerede ve nasıl kullanacağımıza geçmeden önce, saptamamız gereken bir önemli nokta daha kaldı.

Biyogaz kojenerasyon ünitemizin elektrik üreten gurubunun kurulu gücü...

Basit hesaplama yöntemine göre, kojenerasyon ünitemiz yılda en az 7500- 8000 saat çalışacaktır,

toplamda yılda 528.000 KWsaat elektrik enerjisi üretiyorsak, 

528.000 KWsaat/8000 saat = 66 KW elde ederiz. Satın alacağımız kojenerasyon gurubunun elektrik üreten jeneratör kurulu gücü ;

Teorik olarak,   66 KW  olmalıdır.

Ancak bu hesap kaba bir değeri bulmamızı sağladı. Pratikt değeri bulmamız için

günlük üretilen biyogaz miktarından hareket etmek daha doğru olacaktır. Çünkü kojenerasyon ünitesinin doğru seçimi için gaz motorunun günlük üretilen biyogazla uyum içinde olması gerekecektir..! 

Bir yılda üretilen biyogaz miktarımız  220.000 Metreküp tü. Bu da günde yaklaşık  603 metreküp biyogaz demektir. Kojenerasyon ünitemizin gaz motoru 24 saatte bu miktardaki biyogazı yakacak şekilde seçilmelidir...

Bu gaz motorunun 1 KW kurulu güç için günde(24 saatte)  12 m3 biyogaza itiyacı vardır. Buna göre;

603 m3/12 m3 = 50.25 KW =>  50 KW lık bir kojenerasyon ünitesi pratik doğru seçim olacaktır. 

Diğer bir hesaplamada şöyle mümkün;

yılda üretilen ortalama biyogaz miktarı/ 365 gün x elektriksel faktör KWsaat/m3=>>;

220.000 m3/ 365 gün x 2 KWsaat/m3 =  1205 KWsaat

1205 KWsaat/24 saat = 50.22 KW => 50 KW

Böylece  günlük sıvı-katı gübre miktarı 30 ton olan bir büyük baş hayvancılık tesisi için ki böyle bir tesiste toplam 300-400 hayvan sayısı olabilir, bir biyogaz tesisinin üretebileceği toplam enerji miktarının ;

1.161.600 KWh/yıl, bunun  528.000 KWh/yıl elektrik enerjisi, ve 633.600 KWh/yıl da ısı enerjisi olabileceğini, ve böyle bir tesis için işletme içinde 700 m2 lik bir kurulum sahasına gerek duyacağını, seçilecek kojenerasyon ünitesinin en az 50 KW elektriksel güce sahip olması gerektiğini birlikte hesapladık. 

Bundan sonraki aşamalarda projenin toplam maliyetini, bu maliyetin hangi kısımlardan nasıl oluştuğunu, biyogaz tesisi işletmeye alındığında sağlayacağı toplam faydaların neler olduğunu ve bunların parasal değerlerini, tesisin kurulduğunda karlı çalışıp çalışmayacağını, kar ettiği tekdirde tesis maliyetinin kendini kaç yılda geri ödeyeceğini, ve tüm bunların sonunda bir biyogaz tesisi kurmak için karar verme kriterlerini birlikte ele alacağız.

Bundan sonraki yayında tekrar buluşmak üzere hoşça kalın...

BİR BİYOGAZ TESİSİNİ BİRLİKTE PROJELENDİRELİM - 5

Son olarak projemizin en büyük yeri kaplayacak olan fermentör için gerekli alanı saptamıştık ve bunun için en az 150 m2 yere ihtiyaç duyduk. 

Fermentörle birlikte biyogaz tesisimizin diğer önemli kısımlarına bir bakalım;

1- ana fermentör, 2- yardımcı fermentör, 3- blok güç santralı(kojen grubu da denir), 4- teknik makina dairesi, 5- fermente olmuş gübre depolama havuzu,6- ön toplama karıştırma ve denge havuzu.

Biz inşai masrafları sınırlamak maksadıyla sadece bir ana fermentörle yetinmeyi planlamıştık. Fermente olmuş ve gazı tamamen alınmış gübre için bir biriktirme havuzu, lagünü veya tankına ihtiyacımız var.. 

Türkiye de bunun için genelde betonarme veya folyo tabanlı geçirimsiz havuz veya lagünler kullanılıyor. AB ülkelerinde üstü açık depolama lagünlerine olası çevresel etkilerinden dolayı izin verilmiyor ve en az 180 günlük bir depolama hacmi şart koşuluyor. 

Ülkemizde fermente olmuş nitelikli gübre tarımda daha sık kullanıldığından pratikte 90 günlük bir depolama hacmi yeterli olmaktadır.

Projemizde günlük oluşan gübre miktarımız 30 m3/gün olarak belirlenmişti. Bu miktarı 90 günlük biriktirme için;

90 gün x 30 m3/gün =  2.700 m3 lük bir hacim gerekecektir.

Bunun için betonarme silindirik veya dikdörtgen şeklinde geçirimsiz havuz yapılabileceği gibi, yeterli arazi durumunda zeminde oluşturulacak ve tabanı geçirimsiz bir membranla kaplı üstü açık lagün de yapılabilir.

Kararı kendi finansal durumunuza ve olasılıklarınıza göre doğru olarak belirlemelisiniz!

En ideali nedir diye sorarsanız, biz silindirik yapıda ve üstü yine fermentörde olduğu gibi membranla kapatılmış bir nihai gübre depolama tankı öneririz. Bu sayede, nihai depolama tankını fermentasyon biyolojisini iyileştirmek maksadıyla kullanabilir ve oluşabilecek en son gazı bile güç santralında değerlendirebiliriz.

Bu durumda bu depolama ve ayni zamanda 2. fermentör olarak kullanabileceğimiz tank için de yaklaşık  385 m2 yere ihtiyaç duyacağız. 

Böylece  150m2 + 385 m2 = 535 m2 bir alana ihtiyacımız olacak. Diğer dış ünitelerin de yaklaşık 100 m2 ye ihtiyaç duyacağını pratik deneyimlere dayanak söyleyebiliriz. Böylece biyogaz tesisimiz için arazimizin en uygun yerinde,

650- 700 m2 lik bir alanı ayırmamız gerekecektir.

Bundan sonraki adımımız yıllık elde ettiğimiz 11.000 ton veya m3 büyük baş hayvan gübresinin biyogaz potansiyelini hesaplamak olmalıdır.

Pratik hesaplama yöntemine göre; 1 m3 büyükbaş akışkan gübrenin biyogaz verimini 20 ila 23 m3 olarak kabul ettiğimizde(kaynak KTBL);

11.000 ton/yıl x 20 m3/ton  =  220.000 m3/yıl, yıllık biyogaz potansiyelimiz,

220 bin metreküp olarak belirlemiş oluruz.

Bu miktardaki biyogaz ile ne kadar enerji elde edebilirim ? sorusuna yanıt verelim;

 1 m3 biyogazla yaklaşık 6 KWh birleşik(elektrik ve ısı) enerji elde edebiliriz

buda,    

220000 m3  X  6 KWh/m3 =  1.320.000 KWh (kilovatsaat) enerji demektir.

Biyogaz birleşik(blok) güç santralimizin elektriksel veriminin %40 olduğunu varsayarsak;

1.320.000 KWh x %40 =  528.000 KWh (kilowatsaat) elektrik enerjisini bir yılda kazanabileceğimizi hesaplıyoruz..

1.320.000 KWh - 528.000KWh = 792.000 KWh lık ta ısı enerjisi kazanıyoruz.

Bu miktarın belirli bir kısmı (%10-12) kayıplardan oluşur ve geri kazanılamaz, %8 ila 15 kadarını da tesisimiz kendi ihtiyacı için kullanacaktır.

Bunun toplamda %20-25 kadar olduğunu kabul edebiliriz, bu durumda;

792.000 KWh X 20% =  158.400 KWh;

792.000 -158.400 = 633.600 KWh lik bir ısı enerjisini de, ısıtma, kurutma, soğutma, ve hatta yeniden elektrik enerjisine dönüştürme maksatlı kullanabiliriz.

Dolayısı ile toplamda  633.600 + 528.000 = 1.161.600 KWh enerji yi kojeneratif olarak elde etmiş oluruz.

Bu enerjinin tamamını kullandığımızda biyogaz tesisimizin verimi %90lar civarında olacaktır.

Şimdi burada biraz duralım ve düşünelim;

a) elektrik enerjisi toplam enerji üretimimin sadece yarısına yakın, %40..!

b) Termik enerji miktarım ise %60 larda..tesisimim kendi ısı ihtiyacını düşersem bile, hala %50 ısı enerjisi atıl olarak elimde duruyor... Ne yapmalıyım? ne yapabilirim?....

Bu sorulara bir sonraki yayınımızda yanıtlar arayacağız...

Sizlerden yorum ve soru bekliyoruz.. konuya olan ilginizden çok memnunuz. Bizim amacımız, sizlere doğru bilgi vermek ve en doğru kararı vermenizde yardımcı olmaktır.

İşleriniz su gibi aksın ve rüzgar hep arkanızdan essin, hoşça kalın.....

  

BİR BİYOGAZ TESİSİNİ BİRLİKTE PROJELENDİRELİM - 4

Geçen hafta bir biyogaz tesisinin en önemli kısmı olan fermentör hacmini ve kaplayacağı alanı birlikte saptamıştık.

İşletmenize ait vaziyet planı son uygulamayla örtüşüyor ise, şimdi o plan üzerinde biyogaz enerji santralımızın en uygun yerleşim yerini saptamalıyız.

'En uygun' ne anlama gelir? ve belirleyici kriterler nelerdir? sorularına yanıt arayalım.

Eğer tesisimizde önceden yaptırdığımız bir ön gübre toplama ve karıştırma havuzumuz varsa, tesisimiz bu havuzun yakınında bir yerde inşa edilmelidir.
Çünkü böyle olduğunda fermentörlere akışkan gübreyi en kısa boru hatları ve en düşük pompa gücü kullanarak iletebiliriz.

Diğer belirleyici kriter ise tesisimizin mevcut bir trafomuz varsa, ona yakın olmasıdır.  
Biyogazın patlayıcı bir gaz olması nedeniyle, biyogaz tesislerinde güvenlik zonları(bölgeleri) oluşur, bu kriterde tesisin konuşlandırılmasında dikkate alınacaktır.
Başka bir önemli kriterde tesisimize gübre ikmali ve diğer nedenlerle giren çıkan araçlar için yeterli büyüklükte manevra alanlarının bulunmasını dikkate almaktır.

Planlamada sadece bugünü değil beş on yıl sonrası gelişmeleri de dikkate almalıyız..!
İşletmeniz beş yıl sonra ne kadar büyüyecek? yapılmış planlarınız ve projelere göz atın, hedef hayvan sayılarınızı belirleyin..

Bu kriterlere göre en uygun kurulum yeri seçimi yapılırken, bazı kurumlarla görüşmeler yapılırsa daha sonra oluşabilecek bazı sürprizler öngörülebilir hale getirilir ve önlemler alınır..

Bizim önerimiz, yerel yönetim(Belediye), Elelektrik enerji sağlayıcısı kurum, ve Tarım müdürlükleri, sivil toplum kuruluşları ve DSI ile ön görüşmeler yapıp, görüşlerini ve en iyisi tesis için desteklerini almak olacaktır.

Tüm bu araştırma ve belirlemeler tamamlandığında projelendirmenin çerçevesi çok daha net belirlenmiş olacaktır. Bu sayede ön görüleri sağlam, dayanılabilir verilerle profesyonel bir projelendirme ve planlama mümkün olur.

Acele etmeyin, önünüze her çıkan '' Uzman firmadan'' bu araştırmalar olmadan teklif istemeyin.! Bağımsız uzman kurumlardan ve mühendislerden önce bir yabilabilirlik etüt çalışması isteyin ve bu çalışmaların sonuçlarına uygun teklifler alın...ve değerlendirin.

Bu aşamanın tamamlanması durumunda artık biyogaz enerji santralınızın kurulum yerini belirlemiş olursunuz.. Fermentörün kaplayacağı alanı belirledikten sonra şimdi tesisimizin diğer kısımlarının kaplayacağı yeri, dolayısı ile toplam yer ihtiyacımızı, yukarıdaki kriterlere göre belirlenmiş kurulum yerinin sunduğu olanaklarla birlikte saptayabiliriz.

Bir sonraki yayınımızda bu aşamayı ele alacağız.

Hoşça  kalın...

BİR BİYOGAZ TESİSİNİ BİRLİKTE PROJELENDİRELİM- 3

Bundan önceki yayında, 30 ton/gün tırnak altı gübre üreten bir süt hayvancılığı işletmesini örnek almış, ve yıllık üretilen tırnak altı ham gübre mikarını hesaplamıştık.

Bu miktar tam olarak 10950 ton veya metreküp e eşdeğerdi. Pratik olarak bu miktarı  yılda 11000 ton olarak kabul edelim.

Bu noktada tekrar bu ham gübrenin akışkan(sıvı/katı) halde olduğunu ve ham madde olarak başka bir biyolojik atık kullanılmayacağını kabul edelim. 

Eğer silaj çürüğü, silaj artığı, veya yem artıkları gibi malzemelerde atık içine karışıyorsa, bunların miktar ve cinslerini dikatte almamız gerekecekti..!

Şimdi önemli bir planlama aşamasına geldik, bu aşamada asla hata yapmamamız gerekiyor.!

Fermentör hacminin hesaplanması, ham maddenin cinsi ve miktarına sürekliliğine çok bağlı olaması yanında, fermentör sıcaklığına da çok bağlıdır.

Fermentasyona katılan bakteriler(mikro organizmalar) kullanılan malzemenin yapısına göre farklılık gösterirler. Önemli olan bu bakterilerin çoğalmasına ve sayılarını en az iki katına çıkarmalarına olanak verecek yeterli süre fermentörde kalmalarını sağlamaktır.

Bu süreye fermentörde kalma, fermentördeki oyalanma süresi diyelim. Eğer çok kısa seçersek mikro organizmalara en az iki katı çoğalmalarını engelleriz ve buda bakterilerin azalmasına, ve gaz oluşumunun önlenmesine yol açar..!

Bu sürenin en üst limitini pratikte kazanılan deneyimler, teknik ve ekonomik koşullar belirler. Bu süreç içindeki gaz üretiminin en üst seviyede olduğu ve geçen süreye rağmen düşmeye başladığı nokta süreci sınırlar. 

Fermentördeki oyalanma süresi ile birlikte fermentör sıcaklığı gaz verimini ve miktarını doğrudan etkileyen iki önemli etkendir.

1 metreküp fermentör hacmine düşen gaz verimi kısa oyalanma süreçlerinde yüksek gaz miktarı sağlar, ancak sürekli ham gübre ile beslenen fermentöre girecek olan toplam malzeme miktarını dikkate aldığımızda, kısa oyalanma süreçlerinde gaz veriminin düşük olduğunu görürüz...

Uzun süreçli oyalanma süreçlerinde gaz verimi ve organik çözülme derecesi artar, buna karşın 1 metreküp fermentör hacmine düşen gaz verimi ise azalır..

Basitleştirerek ifade edelim; küçük fermentör hacminde kısa zamanda gaz verimi artabilir, büyük fermentör hacminde uzun zamanda gaz verimi birim hacim başına daha az olabilir...

Şimdi ne yapalım..?  Pratikte kendini defalarca denenerek kanıtlamış sonuçlara bakalım..

30 - 35 derecelik fermentör sıcaklıklarında oyalanma süresi  30 - 50 gün ,

45 - 55 derecelik fermentör sıcaklıklarında oyalanma süresi  15 - 25 gün olarak

pratikte sınanmıştır. Bu değerler tamamen büyükbaş katı/sıvı ham gübre için geçerlidir. Diğer biyokütle malzemeler için oyalanma süreleri ayrı ayrı belirlenmelidir.

Bizim projemiz de biyogaz tesisinin ılımlı bir bölge olan Ege ve Akdeniz bölgesinde kurulacağını düşünerek, oyalanma süresini  en fazla 35 gün olarak kabul edelim...

Şimdi, her gün en az 30 ton ham tırnak altı malzemenin tamamını biyogaz tesisi için kullanacağımızı düşünek;

 30 ton/gün x 35 gün =  1050 m3 (metreküp) hacminde toplam fermentör hacmine ihtiyacımız olduğunu buluruz...

Yöntem seçimi aşamasında daha yakından ele alacağımız bir nokta, fermentörümüzün bir tanktan mı, yoksa iki tanktan mı olacağına karar vermektir..

Ülkemiz koşullarını ve işletmelerin mali yapısını dikkate aldığımızda en iyi seçimin bir tank olmasında, yatırım miktarının sınırlı tutulması açısından doğru seçim olacağını kabul edelim.

Fermentörümüzün yüksekliğini 6 - 7 metre olarak belirlersek ;

silindir şeklinde betonarme yapıdaki fermentörümüzün  150 m2 lik bir alana oturacağını saptıyoruz.. seçtiğimiz fermentörün yaklaşık çapı 14 metre olacaktır.

Fermentör  boyutlarımız ;  Çap(D)= 14 m ,  Yükseklik(H)= 7,0 m özel betonarme veya siyah DKP çelik yapıda olabilecektir.

Fermentöre yakın bir noktada Kojenerasyon blok güç santralımız, eğer mevcut değilse fermentasyon sonrası biriktirme havuzu veya tankı da biyogaz tesisimizi oluşturacak kısımlardır.

Bu aşamada tesisimizin yaklaşık olarak kaplayacağı alanı, dolayısı ile en uygun kurulum yerini saptamamız gerekecektir. 

Gelecek yayınımızda bu önemli aşamayı ele alıp, bünyemize en uygun kurulum yerinin neresi olacağını yine birlikte belirleyeceğiz. Bunun için eğer varsa şimdiden işletmenize ait vaziyet planlarını çıkarın ve mevcut işletmenizle uyum içinde olup olmadığını kontrol edin..

Önümüzdeki hafta yeniden buluşmak üzere hoşça kalın...