Özet:
Dünya gaz emisyonunda taşıtların etkisi çok önemli bir yer teşkil etmektedir. Ayrıca mevcut taşıt sistemlerinde kullanılan içten yanmalı motorların özellikle düşük devirlerde verimleri oldukça düşüktür. Taşıtlarda, alternatif olarak elektrik motorlarının kullanılması hem çevresel faktörler hem de düşük devirlerde yüksek verimlere sahip olmalarından dolayı dikkat çekmektedir. Elektrik motorlarının beslenmesi için de, yakın bir gelecekte, taşıt sistemleri için yakıt hücresi teknolojilerinin verimli, sürdürülebilir, alternatif ve çevre dostu bir çözüm olması beklenmektedir. Bununla birlikte, yakıt hücreleri, özellikle şehir içi trafiğinde ani ve geçici yüklenmelerle sıkça karşılaşan taşıt sistemlerinin tahrik edilmesinde tek başına optimum bir çözüm oluşturmamaktadır. Güç taleplerindeki bu tür ani ve geçici değişimlerde (ani hızlanma veya frenleme), yakıt hücresi sisteminin en önemli alt elemanı olan membranda yeterince nemlenememe veya aşırı nemlenme ve gaz açlığı (starvation) gibi problemler de ortaya çıkabilmektedir. Bu problemlerin temeli, yük talebinin aniden artarken veya azalırken, gazların (hidrojen ve oksijen) akışının bu talebi karşılayacak şekilde artamaması veya azalamamasıdır. Yakıt hücresi işletiminde, gaz açlığının hücre performansı ve güvenliği açısından önemli etkisi vardır. Bu nedenle yakıt hücresi sistemini mümkün olduğu kadar sürekli hal yüklenmelerinde çalıştırmak, ani güç artışlarını ve yüklenmelerini yakıt hücresi sistemine hissettirmemek, daha güvenilir bir çalışma ortamı sağlayacaktır. Bu sayede hem yakıt hücresi ömrü uzayacak hem de hidrojen tüketimi azaltılmış olacaktır. Bunlara ilaveten şu anki ticari yakıt hücresi sistemleri, yeniden kullanılabilen frenleme enerjisini kazanabilme özelliğine sahip değildir. Enerji depolama sistemlerinden biri olan ultra-kapasitör sistemlerinin, çok büyük miktarlardaki gücü çok hızlı bir biçimde verebilme ve frenleme enerjisini de en iyi bir biçimde kazanabilme kabiliyeti vardır. Bu durumlar göz önüne alındığında, yakıt hücresi ve ultra-kapasitör sistemlerinin birlikte kullanılması, taşıtların bütün yük taleplerine cevap verebilecek bir yapı oluşturacaktır. Uygun bir güç akışı ve kontrol stratejisi ile iyi tasarlanmış bir yakıt hücresi/ultra-kapasitör hibrit modeli, yakıt hücresi sisteminin boyutunu ve maliyetini azaltırken daha iyi bir enerji verimliliği sağlama potansiyeline de sahip olacaktır.Bu tez çalışmasında, yapay sinir ağları tabanlı bir kontrol algoritması kullanılarak, hibrit bir yakıt hücresi/ultra-kapasitör taşıt sisteminin enerji yönetimi gerçekleştirilmektedir. Gerçekleştirilen kontrol algortiması ile birlikte yakıt hücresinin yapısı için uygun bir sürekli hal yüklenmesinin elde edilmesi amaçlanmaktadır. Bununla birlikte ultra-kapasitörün şarj seviyesinin kontrolünün sağlanması, bu sayede de taşıt performansının ve enerji tasarrufunun arttırılması hedeflenmektedir.
