Biyogaz Tesislerinde Gaz Motorlarının Çalışma Prensibi
Biyogaz tesislerinde kullanılan gaz motorları, organik maddelerin anaerobik fermantasyonu sonucunda üretilen biyogazı elektrik ve ısı enerjisine dönüştürmek amacıyla tasarlanmış yüksek verimli enerji sistemleridir. Bu motorlar, doğal gaz, biyogaz, çöp gazı, kanalizasyon gazı ve sentez gazı gibi çeşitli yakıt türleriyle çalışabilme esnekliğine sahiptir ve maksimum verimlilikle düşük işletme maliyetleri sunar.
1. Biyogaz Üretimi: Biyogaz, tarımsal atıklar, hayvan gübresi, organik evsel atıklar ve atıksu çamuru gibi biyokütle kaynaklarının anaerobik ortamda mikroorganizmalar tarafından parçalanması sonucu elde edilir. Bu süreçte üretilen gaz, büyük oranda metan (CH₄) ve karbondioksit (CO₂) içerir.
2. Gazın Arıtılması ve Depolanması: Elde edilen biyogaz, motorlarda güvenli ve verimli bir şekilde kullanılabilmesi için safsızlıklardan, özellikle de kükürt bileşiklerinden arındırılır. Arıtılmış gaz, belirli bir basınç altında depolanır ve gaz motorlarına iletilmek üzere hazır hale getirilir.
3. Gaz Motorlarının Çalışma Mekanizması: Temizlenmiş biyogaz, motorun yanma odasına beslenir. Bu motorlar, içten yanmalı pistonlu motorlar olup, biyogazın içindeki metanı yakarak enerji üretir. Yanma işlemi sırasında oluşan basınç, pistonları hareket ettirir ve bu mekanik hareket jeneratör aracılığıyla elektrik enerjisine dönüştürülür.
4. Elektrik ve Isı Üretimi (Kojenerasyon): Gaz motorları, elektrik üretiminin yanı sıra, yanma işlemi esnasında açığa çıkan ısıyı da enerjiye dönüştürür. Bu, kojenerasyon sistemi olarak bilinen süreçle gerçekleştirilir. Elde edilen ısı, tesis içerisinde ısıtma, sıcak su üretimi veya diğer endüstriyel süreçlerde kullanılmak üzere değerlendirilir, böylece toplam enerji verimliliği %90’ın üzerine çıkar.
5. Atık Isının Geri Kazanımı: Gaz motorlarının verimliliği, sadece elektrik üretimi ile sınırlı kalmaz; aynı zamanda atık ısı da verimli bir şekilde geri kazanılarak kullanılabilir. Bu ısı, biyogaz fermantasyon tanklarının ısıtılmasında, endüstriyel uygulamalarda veya diğer proseslerde değerlendirilebilir.
6. Emisyon Yönetimi ve Çevresel Katkı: Gaz motorları, biyogazın yakılması sırasında oluşan emisyonları minimuma indirerek çevresel etkileri azaltır. Biyogazın enerji üretiminde kullanılması, fosil yakıt kullanımını azaltarak karbon ayak izini düşürür ve sürdürülebilir enerji üretimine önemli bir katkı sağlar.
