Kinetik enerji geri kazanım sistemi tasarımı

Abstract

Yenilenebilir enerji kaynaklarının önem kazandığı günümüzde daha yüksek verimliliğe sahip sistemlerin geliştirilmesi üzerine birçok çalışma yapılmaktadır. Taşıtlarda hibrit sistemler öne çıkmakta ancak daha yaygın kullanım için maliyetlerde önemli düşüşler ve yakıt ekonomisinde daha fazla artışa ihtiyaç duyulmaktadır. Düşük maliyetli hibrit sistemlere bir alternatif de volanda enerji depolama yöntemidir. Özellikle hızlı doldurma ve boşaltma performansı sayesinde frenleme enerjisi geri kazanım konusunda başarılı olan bu sistemin birincil güç kaynağı olarak kullanılmasının önünde teknik sorunlar bulunmakta fakat hibrit yapılarda önemli avantajlar sağlamaktadır. Yüksek teknoloji kompozit yapı ve manyetik yataklama sistemleri sayesinde volanlar günümüzde daha yüksek dönüş hızlarına çıkabilmekte ve yüksek güç/ağırlık oranları ile diğer hibrit sistemlere göre güçlü bir alternatif olmaktadır. Çalışmada volanlı frenleme enerjisi geri kazanım sisteminin askeri araç uygulaması, volan boyutlandırılması, tahrik sistemi seçimi ve genel sistem tasarımı üzerine yoğunlaşılmıştır. Yapılan hesaplamalar ve topoloji optimizasyonu çalışmaları yardımıyla volan geometrisi oluşturulmuştur. Adams/Car programında dinamik araç modeli oluşturulmuştur. Matlab/Simulink programında volana etki eden direnç kuvvetlerini de içeren volan matematik modeli oluşturulmuş ve çalışma modları tanımlanmıştır. Adams/Car ve Matlab/Simulink programları birlikte çalıştırılarak eş zamanlı analizler yapılmıştır. Frenleme, hızlanma ve standart sürüş profili gibi çeşitli sürüş koşullarında sistem performansı analiz edilmiştir. En iyileme süreçlerinin de kullanıldığı bu analizler sonucunda elde edilen kinetik enerji geri kazanım sistemi ile 4x4 askeri araçta performansında herhangi bir kayıp olmadan %40’lara varan enerji tasarrufu sağlanabileceği görülmüştür.