ELEKTRİKLİ ARAÇLARDA KULLANILAN VOLAN SİSTEMLERİNİN UYGULAMALI KARŞILAŞTIRILMASI


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Kocaeli Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Enerji Sistemleri Mühendisliği Bölümü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2024

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: ZEYNEB NURİYE KURTULMUŞ

Danışman: Abdulhakim Karakaya

Özet:

Nüfusun hızla artmasına bağlı olarak, özellikle ulaşıma olan talep de artış göstermektedir. Bu nedenle, geleneksel araçlarda kullanılan fosil yakıt tüketimi artarak, atmosferdeki karbon salınım miktarını olumsuz yönde etkilemektedir. Buna bağlı olarak, küresel ısınma meydana gelmektedir. Ayrıca, gürültü kirliliği ve maliyet gibi birçok etkiye sebep olmaktadır.  Bu sorunlara çözüm bulmak için, 1835’den günümüze kadar Elektrikli Araçlar (EA)’da enerji depolama kapasitesini artırmak için birçok çalışma yapılmıştır. EA’lar, geleneksel araçlara göre daha verimli çalışmaktadırlar. Fakat sürüş menzil sorunu ve şarj süresi bu araçların en büyük dezavantajlarındandır. Bu dezavantajlar, Hibrit Elektrikli Araçlar (HEA)’ın geleneksel araçlar yerine geçmesi için büyük bir engel oluşturmaktadır. Lityum-iyon pillerin yüksek enerji yoğunlukları ve çevrim ömürlerinin uzun olmasından dolayı, genellikle enerji depolamada tercih edilmektedirler. Bataryalar ultrakapasitörler gibi enerjiyi depolayamadıkları için, yokuş aşağı inen veya frenleme yapan bir EA’daki kinetik enerji, balatalar aracılığıyla ısı enerjisine dönüşür. Atmosfere atılan bu enerjiyi depolamak için yüksek güç yoğunluğuna sahip (W/kg) uzun ömürlü volan enerji depolama sistemi kullanılmaktadır. Bu çalışmada EA ve HEA’larda menzili arttırmak için kullanılması önerilen volan-batarya araç içi topolojileri üzerine yoğunlaşılmıştır. Bu bağlamda, rotor yarıçapları aynı, kütleleri farklı olan iki volan kullanılmıştır. Volanlar aracılığıyla jeneratörden enerji üretilerek bataryalar şarj edilmiştir. Her iki volanın atalet momentinin maksimum ve minimum düzeydeki değişimine bağlı olarak depolanan enerji miktarları incelenmiştir. Rotor yarıçapları aynı, kütleleri farklı olan iki volandan elde edilen enerji miktarları karşılaştırılarak analiz edilmiştir.