SUMMARY
Evsel atik düzenli depolama sahalari kullanim ömrü dolduktan sonra yararli kullanim alanlari sinirli sahalardir. Çogunlukla yesil alan olarak kullanilan bu yerler ekonomik ve çevresel anlamda atil durumda bulunmaktadir. Depolama sahalarinin Istanbul gibi arazi sikintisi çeken bir sehirde yararli amaçlar için kullanilmasi elzemdir. Depolama sonrasi sahalarda metan gazi olusmakta ve farkli yöntemlerle kontrol altina alinmaktadir. Bu gazlarin toplanmasi, tasinmasi ve özel motorlarda yakilmasi ile elektrik enerjisi üretilmektedir. Tesislerde gazin yakilmasi, depo gazi içerisinde bulunan CH4 (metan) gazinin CO2’e indirgenmesini saglayarak sera etkisini azaltmakta, elektrik enerjisi üreterek ekonomiye katki saglamaktadir. Çevresel ve ekonomik yarar göz önüne alindiginda, depo gazindan enerji üretim tesislerinde, enerji üretiminde mümkün olabilecek maksimum verime ulasilmalidir. Bu düsünce ile bakildiginda, depo gazi enerji üretim tesisinde olusan atik isinin degerlendirilemeden atmosfere verilmesi önemli bir sorun olarak ortaya çikmaktadir. Oldukça yüksek debi ve sicakliga sahip bu isi, enerji bakimindan önemli bir potansiyele sahiptir. Bu sicakliktaki ve debideki isinin degerlendirilmeden atmosfere verilmesi, çevreyi olumsuz etkilemesinin yaninda ekonomik kayiplara yol açmaktadir. Seralarda mevsimlik çiçek üretimi, maliyeti yüksek bir faaliyettir. Maliyetlerin önemli bir kismini sera isitilmasi ve gübre kullanimi olusturmaktadir. Isitma islemi için Türkiye’nin büyük bir bölümünde kömür ve dogalgaz kullanilmaktadir. Kisin seralarin isitilmasi için kullanilan fosil yakitlarin hem maliyeti yüksek, hem de çevresel standardi düsüktür. Bu çalisma, Istanbul Kalkinma Ajansi (ISTKA) tarafindan desteklenen Depo Gazi Enerji Üretim Tesisi Atik Isinin ve Kompostun Seralarda Kullanimi Projesi kapsaminda yürütülmüstür. Bu kapsamda; çevre, tarim ve enerji sektörü için, atik isi ve atik maddelerin degerlendirilmesini içeren çevresel ve ekonomik açidan sürdürülebilir eko yenilikçi bir sistemin olusturulmasi amaçlanmistir. Bu çalismada IBB Odayeri Düzenli Depolama Sahasinda depo gazindan elektrik enerjisi üretim tesisinden çikan baca gazinin degerlendirilmesine ve mevsimlik çiçek üretim serasinin kurulmasina iliskin süreçler yer almaktadir. Kurulmasi düsünülen seranin isil hesaplamalari yapilmistir. Yapimda kullanilacak her malzemenin sebep oldugu isi kayiplari ve hacim kaynakli hava degisimine bagli isil kayiplar göz önüne alinarak gerekli isi miktari belirlenmistir. Depo Gazi Enerji Üretim Tesisinden elektrik üretim faaliyeti sonucu egzoz gazi atmosfere verilmektedir. Bu gazin degerlendirilmesi için baca gazi emisyon ölçümü ve analizi yapilmistir. Analiz sonuçlarina göre yaklasik 470 °C sicakliktaki gazin geri kazanimi için gerekli isil hesaplamalar yapilmistir. Egzoz gazinin emisyon ölçümü için CO, CO2, O2, SO2, NO, NO2 ve NOx Tayini Elektrokimyasal Hücre Metodu ile, Bacada Hiz ve Debi Tayini ise S Tipi Pitot Tüpü ile gerçeklestirilmistir. Bacalarda olusan atik isinin kullanimi için sistem alternatifleri arastirilmistir. Proje ile ilgili olarak hava-su isi degistiriciler incelenmistir. Analiz sonuçlari ve seranin ihtiyaci olan enerji miktarina göre ekonomizer ya da esanjör ölçüleri hesaplanmis, malzeme çesidi tespit edilmis, sistemin dizayni ve imalati yapilmistir. Atik isi geri kazanim ünitesinde isitilan su, pompalar vasitasiyla seraya iletilecektir. Isi Iletim sistemi isi kayiplari minimuma düsürecek sekilde dizayn edilecek, sera içinde bulunan otomasyon sistemi vasitasiyla ihtiyaç duyulan zaman dilimlerinde seraya sicak su beslemesi yapilacaktir. Odayeri Düzenli Depolama Sahasinda uygun alan tespiti ve yetistirilecek ürün tespiti yapildiktan sonra sera kurulumuna geçilmistir. Seralarda yetistirilecek ürünler için uygun kosullarin saglanmasi için iklimlendirme, sulama ve gübreleme sistemi dizayn edilmis ve sistemlerin tamami tam otomasyonlu yapilmistir. Depo gazi Enerji Üretim Tesisinde depo gazi yakilarak elektrik enerjisi üretiminde kullanilmakta, çok yüksek sicaklikta baca gazi atmosfere verilmektedir. Bu gazin degerlendirilmesinin önemli ekonomik faydalar saglayacagi tespit edilmistir. Seracilik, ülkemizde ve dünyada önemli bir tarim faaliyeti olmakta ve bu sürecin gelisimde isitma maliyeti önemli bir kisit olarak karsimiza çikmaktadir. Ülkemizde isitmaya bagli olarak seracilik sicak iklim bölgelerinde ve jeotermal enerjiye sahip bölgelerde yapilabilmektedir. Kis isitmasi genel itibari ile yetersiz kalmakta ya da hiç yapilamamaktadir. Proje sonucunda ortaya konan sistem, atik yönetiminin önemli sikintilarina çözümler getirmektedir. Belediyeler ve çok farkli sektörlerden isletmeler için problem teskil eden atil durumdaki depolama sahalari, degerlendirilemeyen atik isi, seracilik alan sikintisi, sera isitma giderleri ve issizlik gibi konular proje sayesinde bütüncül bir sekilde ele alinmistir. Utilization of Waste Heat in Energy Production Plant from Landfill Gas at Greenhouses Case Study in Istanbul After the lifetime of regular landfill ended, the rest of useful field becomes very limited. This areas used for green field are inactive in terms of environmental respect. The usage of the storage fields is critical for Istanbul where the empty lands are limited. Methane comes out from landfill and is controlled with different methods. Electricity is generated after the process of collecting, transferring, and burning of methane gas. Consuming methane gas in the plants leads to reduce the amount of greenhouse gases by conversion of methane to carbon dioxide, and increase economic benefits by energy generation. Considering the environmental and economic benefits, maximum efficiency of the production plant should be aimed. Therefore, exposition of waste heat created in the plant to air is a serious problem. This high capacity heat has a potential. Otherwise, it will cause environmental problems in addition to economical lose. Seasonal flower raise in greenhouse is a high cost business. The biggest portion of this cost is caused by heating and use of fertilizer. Coal and natural gas are used to heat the greenhouses. Fossil fuels used for this goal are costly and not environmentally friendly. This work is involved in the project of Use of waste heat produced at energy production plant in greenhouses supported by the Istanbul Development Agency. Goal of this project is to create a system that has environmental and economic benefits based on the utilization of waste material and heat in agriculture and energy sectors. In this project, the process of utilization of waste gas emerged in the IBB Odayeri Landfill, and establishment of seasonal flower greenhouses. Heat calculations of proposed greenhouse have been performed. The required amount of heat has been determined considering the heat loss of each material, and volume based heat loss caused by air change. Flue Gas emission has been as a result of electricity generation from landfill gas. Flue Gas emission measurement and analysis are done for the evaluation of landfill gas. Thermal calculations for the recovery of gas at 470 ° C are done. Exhaust gas emissions of CO, CO2, O2, SO2, NO, NO2 and NOx are determined with Electrochemical Cell Method while Speed and Flow Determination in chimney was carried out with the S-Type Pitot Tube Method. System alternatives for the use of the waste heat from chimneys and Air-water heat exchangers are investigated. Economizer, heat exchanger dimensions and material types are determined by considering the results of the analysis and the amount of the energy needed. Water which is heated by waste heat recovery unit will be delivered to the greenhouse by pumps. Heat transmission system designed to minimize the heat losses. The optimal hot water supply will be provided by the automation system in the greenhouse. After identification of product which will be grown and installation area of the hothouse, the installation has started. Fully automated air conditioning, irrigation and fertilization system have been designed to ensure the proper conditions for products proposed to grown in greenhouse. High temperature flue gas emission is provided from Landfill Gas Energy Production Plant. Significant economic benefits will be gained with evaluation of this gas. Greenhouses, in our country and around the world become an important agricultural activity and heating costs appears to be the biggest constraint for the development of this sector. Considering the heating process greenhouse are installed in geothermal areas and hot climate regions of our country. In winter heating generally inadequate or cannot be done at all. This project brings many solutions for the waste management problems. Unused landfill areas, unvalued waste heat, greenhouse area shortages, and unemployment issues of municipalities and businesses are discussed in a holistic manner in this project.