Teknoloji
OKUDUĞUNUZ KONU
Güneş Enerjili Araçlar – 1
0

Güneş Enerjili Araçlar – 1

Yazar : Proje Hocam15 Aralık 2015

Merhabalar, Bu yazımda sizlere güneş enerjili araçların çalışma prensibinden ve temel parçalarından bahsedeceğim. Bilindiği üzere gün geçtikçe dünyamızdaki enerji problemleri hızla artmakta ve buna bağlı çevresel sorunlar ortaya çıkmaktadır. Bu sebeple fosil kaynaklara olan ilgi azalmakta ve geleceğimiz açısından oldukça önem arz eden, ‘temiz enerji’ olarak da adlandırabileceğimiz ‘yenilenebilir enerji’ kavramı sık sık karşımıza çıkmaktadır. İşte yenilenebilir enerjinin önemli bir kolu olan güneş enerjisinin gelişmesi için ülkemizdeki teşvikler gün geçtikçe artmakta ve yayılmaktadır. Bu konuda Tübitak her sene Formula-G adlı güneş enerjili araç yarışı düzenlemekte ve bu yarışta ülkemiz üniversiteleri özverili bir ekip çalışması ile tasarladıkları araçları sergileme imkânı bulmaktadırlar.

1.Elektriksel Aksam

Temel olarak mekanik ve elektriksel olarak 2’ ye ayrılan güneş enerjili yarış araçlarının tasarımı büyük bir dikkatle yapılmaktadır. Enerji verimliliği açışından büyük bir önem arz eden bu tasarımda en ufak ayrıntılar düşünülerek optimum verim sağlanmalıdır.

Güneş enerjili yarış araçlarının temel çalışma prensibi güneşten alınan enerjinin güneş panelleri vasıtasıyla elektrik enerjisine dönüştürülmesi ve bu enerjinin akülerde depolanarak motorda kullanılmasıdır. Bu depolama işlemi sırasında maksimum verimi elde etmek için Maksimum Güç Noktası İzleyicisi(MPPT) kullanılmaktadır. Ayrıca motor sürücü devresi ile motorun kontrolü sağlanmaktadır.

gunesenerjiliarabaici

1.1. Güneş Paneli 

Güneş panelgunes-moduli, birbirine seri, paralel veya seri-paralel bağlantı ile bağlanmış güneş hücrelerinden oluşur. Güneş enerjisini elektrik enerjisine dönüştüren bu hücrelerin seri bağlanması sonucu gerilim değeri, paralel bağlanması sonucu akım değeri ayarlanarak sistemin gücü istenilen düzeye getirilebilmektedir. Güneş enerjili araçlarda genel olarak monokristal ve polikristal olmak üzere 2 çeşit güneş paneli kullanılmaktadır. Günümüzde monokristal güneş panelleri ucuz olmalarına karşın verimlilikleri %14 civarındadır. Polikristal güneş panellerinin verimleri ise %23 lere kadar çıkabilmektedir. Ayrıca hücrelerin verimleri çevre koşullarına bağlı olarak da değişmektedir. Bu sebeple panelleri mümkün olduğunda temiz ve soğuk tutmak da yarışta önem arz etmektedir.

 

1.2. Maksimum Güç Noktası İzleyicisi(MPPT)

Güneşten alınan enScreen Shot 2015-12-15 at 17.13.06erji miktarı pek çok faktöre göre değişkenlik göstermektedir. Gölgelenme veya güneşin konumunun değişmesi gibi durumlarda güneşten alınan enerji azalmaktadır. İşte bu şekildeki düzensiz artma ve azalmalar akülere doğrudan iletilemez. İşte böyle durumlardan  en az düzeyde etkilenmek için maksimum güç noktası izleyicisi kullanılmaktadır.

Maksimum güç noktası izleyicisinin temel amacı, güneş panellerinden alınan elektrik enerjisinin en verimli şekilde akülerde depolanmasını sağlamaktır. Bu sayede elde edilen enerji en verimli şekilde kullanılmış olur. İçerdiği algoritma sayesinde gerilim değerini maksimum enerji elde edecek seviyeye çekmektedir. Ayrıca mppt devreleri akü ömrünü uzatarak maliyeti de düşürmektedir.

1.3. Akü Grubu

Aküler, güneş hücrelerinden elde edilen elektrik enerjisini kimyasal olarak depolamaya yarayan, elektriksel sistemin en önemli parçalarındandır. Güneş enerjili yarış araçlarında genel olarak kurşun-asit ve lityum-polimer olmak üzere 2 tip akü kullanılmaktadır. Kurşun-asit aküler az maliyetli, bakımı kolay ancak ağır ve ilerleyen saatlerde gerilim düşümü yaşanan aküler iken, lityum-polimer aküler ise hafif ve bitinceye kadar sabit gerilim verebilen ama yüksek maliyetli ve bakımı zor akülerdir. Akü seçimindeki en önemli faktör yarışılacak pistin durumudur. Az eğimli ve virajlı pistlerde, ağırlık göze alınarak maliyet açısından uygun olan kurşun-asit aküler seçilebilir. Yüksek eğimli pistlerde ise ağırlık faktörü çok önemli olduğu için lityum-polimer aküler tercih edilir.

1.4. Motor ve Sürücü Devresi

Motor, akülerden gelen elektrik enerjisinin sürücü yardımıyla kontrol edilip hareket enerjisine dönüştüğü elektrik aksamıdır. Verim olarak daha iyi olduğu için yarışlarda fırçasız doğru akım motorları tercih edilmektedir. Motordan elde edilen hareket enerjisi zincir ve dişli takımı yardımıyla tekerleklere iletilebileceği gibi doğrudan tekerleğin içerisine gömülü olan göbek(hub) motorları da kullanmak mümkündür. Ancak hub motorlar, dişli ve zincir sisteminin verimi düşürdüğü göz önüne alınırsa daha avantajlı durumdadır.

Motor sürücü devresi ise kalkışlardaki fazla akım çekilmesini en aza indirir ve enerji verimliliğini sağlar. Ayrıca hız kontrolünün de en önemli elemanıdır.

Bu yazımda sizlere güneş enerjili araçlarla ilgili temel bilgiler verdim. Bir sonraki yazımda Ege Güneş Ekibi olarak yaptığımız çalışmalardan örnekler vereceğim.

Görüşmek üzere.

Kaynaklar

[1] http://www.biltek.tubitak.gov.tr/etkinlikler/formulag/gunesaraba.pdf
[2] http://www.elektrikport.com/teknik-kutuphane/gunes-arabasinin-incelenmesi/4397
[3] Yusuf Atalay : Ege Güneş Ekibi Formula-G Yarış Raporu. İzmir, Türkiye, 2011

SİZCE NASIL OLMUŞ?
Beğendim
68%
İlginç
11%
Eh İşte
11%
Anlamadım
5%
Kötü
0%
Berbat
5%
YAZAR HAKKINDA
Proje Hocam
YORUMLAR

YORUM YAP