HABER RÖPORTAJ TEKNİK KÜTÜPHANE SEKTÖR REHBERİ ÜNİVERSİTE YAZARLAR PROJE & DANIŞMANLIK SİNERJİ BULUŞMALARI
Tümü Araştırma & İnceleme Makale Mühendislik & Teknoloji Bilimin Öncüleri Mevzuat & Yönetmelik Sektör Raporları
Güneş Arabasının İncelenmesi
Hepimiz alternatif enerjinin geleceğimiz için ne kadar önemli olduğunu biliyoruz. Ancak alternatif enerji uygulamaları tam olarak hayatımıza entegre olmuş durumda değildir. Bu yüzden çeşitli kurumlar ve dernekler alternatif enerji uygulamarını teşvik için yarışmalar düzenlemektedirler.Bunlardan biri de güneş arabaları yarışmalarıdır.Çeşitli ülkelerde ve ülkemizde de düzenlenen yarışmalarda katılımcılar kendilerinin ürettikleri güneş arabalarıyla yarışmaya katılmaktadırlar.
A- A+
09.05.2012 tarihli yazı 43373 kez okunmuştur.
Solar Enerji Güneş Enerjisinin Kullanım Alanları Güneş Enerjisi Elektrik Üretimi MPPT Akü Sürücü Paneli Güneş Paneli MIT Lityum-Iyon Lityum-Polimer Güneş Enerjisi Ile Çalışan Araba Güneş Enerjisiyle Çalışan Araçlar Solar Panel Fotovoltaik
Güneş arabaları temel olarak enerjisini güneşten karşılayan araba türü olarak tanımlanır. Kullanılan malzeme ve tasarım farklılık gösterse de çalışma prensibi tüm yapılan araçlarda hemen hemen aynıdır. Araba; enerjiyi sağlamak için güneş panelleri, motor, kullanılmayan enerjiyi saklamak ve gerektiğinde kullanmak için akü, sürücü bölümü ve bu elemanları birbirine bağlayan ve denetleyen çeşitli elektrik ve elektronik mekanizmalardan oluşur. Her üretilen güneş arabası farklı özelliklere sahip olsa da temel olarak 6 farklı bölümden oluşmaktadır.
GÜNEŞ PANELİ
Güneş panelleri, üzerinde güneş enerjisini soğurmaya yarayan bir çok güneş hücresi bulunduran enerji üretim aracıdır. Güneşten aldığı ışımaları elektrik enerjisine dönüştürme verimi şuan ki teknolojide oldukça düşük seviyelerdedir. Sanayide bu sorun devasa alanlar kullanılarak çok sayıda güneş panelleri ile çözülmüştür. Ancak güneş arabalarının çok kısıtlı alanları olması nedeniyle yüksek verimli paneller tercih edilmektedir.Yüksek verimli panellerin maliyeti oldukça fazladır.
Güneş panellerinin elektriği üretmesi şu şekildedir; Panel üzerine birleştirilmiş güneş hücreleri yarı iletken olan silikon malzemeden üretilmektedir ve yine yarı iletken olan silisyum elementini içeriğinde bulundururlar. Işımalar, hücrelerdeki bu maddeler tarafından emildiğinde madde içerisindeki elektronlar bulundukları atomlardan ayrılarak serbest kalırlar. Böylece bir elektrik akımı oluşur. Ancak belirli dalga boyundaki ışımalar elektrik enerjisine dönüştürülebilir, diğer ışımalar yansıtılırlar. Bu yüzden verim oldukça düşüktür.
Güneş arabalarında güneş panelleri en önemli elemandır. Ancak hem veriminin düşük olması hem de maliyetinin çok yüksek olması güneş arabalarının yapımındaki en büyük problemdir. Dünya güneş arabaları yarışı(WSC) 2007 yılı birincisi Nuna4 adlı araç %34 verimliliği olan paneller kullanmıştır.WSC 2003 üçüncüsü olan MIT’nin aracı Tesseract’da %25 verimli paneller kullanılmıştır.
MOTOR
Güneş panelleri sayesinde elde edilen elektrik enerjisini mekanik enerjiye çevirmek motorun görevidir. Elektrik motorlarının bir çok çeşidi bulunmasına rağmen çalışma prensipleri benzerdir.Ancak güneş arabalarında daha çok tercih edilen motor tipi dc fırçasız motordur.Fırçasız dc motor, komütasyon işlemini mekanik olarak değil elektronik olarak sağlayan bir motor türüdür. Fırçalı DC motorlarda ise rotordaki sarımlara elektrik iletimi fırça-kollektör yapısı ile sağlanır. Dilimli bir yapıda olan kollektör düzeneği sayesinde, rotor sarımlarından geçen akımın yönü motor dönerken kendiliğinden değişir. Bu sistemin kıvılcım oluşturma, bakım gerektirme ve fırçalarda aşınma gibi problemleri vardır. Fırçasız doğru akım motorlarında fırça-kollektör düzeneğinin görevini elektronik bir denetleyici (kontrolör) üstlenir. Denetleyicide, yüksek akımı anahtarlama görevini yürüten yarı iletken devre elemanları ve anahtarlama ile ilgili zamanlamayı sağlayan mikrodenetleyici bulunur.
Fırçasız dc motorların güneş arabalarındaki tercih sebepleri şöyle sıralandırabiliriz; En önemli özelliği yüksek verime sahip olması, fırça-komitatör bulunmaması ve daha az bakırdan imal edilmesi sebebiyle ağırlığının düşük olması, fırça kullanılmadığından motordan kıvılcım çıkma riskinin olmaması, mikrodenetleyiciler sayesinde motorun dönüşünde aksama olmaması, diğer motor tiplerine göre daha küçük boyutlu olmasıdır.
Ancak motorun doğru seçilmesi pistte de bağlıdır. Pistteki çeşitli eğimler motorun verimini düşürebilir. Pist analizi ve motor analizi birlikte yapılmalıdır.
MPPT (Maksimum Güç Noktası İzleyicisi)
Maximum Power Point Tracker yani maksimum güç noktası izleyicisidir. İki sistem arasında güç aktarımı yapılırken sistemden her zaman maksimum gücü çekerek verim elde etmemize yarayan elektronik mekanizmadır.
Güneş arabalarında kullanılma sebebi; Araç üzerindeki güneş panelleri çeşitli parçalara ayrılmış şekildedir. Dolayısıyla bu parçalar üzerinde üretilen elektrik enerjileri sıcaklığa, ışık şiddetine ve açısına göre farklılık göstermektedir. MPPT devresi ise bu üretilen farklı elektrik enerjilerini izler ve sürekli en yüksek voltajı veren birimi baskın hale getirerek elde edilebilecek enerjiyi en verimli hale getirir. Sisteme uygun bir MPPT, verimi %10-30 oranlarında arttırabilir.MPPT kullanılmazsa; araç yalnızca güneşten o anda gelen verimsiz ve düzensiz enerjiyi kullanmak zorunda kalır.
AKÜMÜLATÖR
Akümülatör, elde edilecek güneş enerjisinin fazlasını depo etmek ve gerektiğinde geri vermek görevini yapısındaki kimyasallar sayesinde sağlayan mekanizmadır. Bir çok akü yapısı vardır.Ancak kurşun-asit, lityum-iyon ve lityum-polimer aküler en çok kullanılan çeşitlerdir.
Kurşun-asit akü; araçlar, alarm sistemleri ve kesintisiz güç ihtiyacı olan tüm yerlerde kullanılır. Güneş arabaları için oldukça ağır bir akü olduğundan genellikle tercih edilmezler.
Lityum-iyon akü; tüm elektronik cihazlarda kullanılırlar. Ağırlık ve büyüklük oranı olarak aktarabildikleri yüksek enerji ile en iyi akü çeşitlerinden biridir.Ancak kimyasal yapısı nedeniyle yüksek ısıya ya da doğrudan güneş ışığına maruz bırakılırlarsa kolayca tutuşabilir ya da patlayabilir.Güneş arabalarında bu sebepten tercih edilmezler.
Lityum-polimer akü; lityum-iyon akünün devamı özelliğindedir. Fakat lityum-iyon akülerde elektrolit, bir organik çözeltinin içindeyken, lityum-polimer akülerde polyacrylonitrile veya polyethylene oxide gibi polimerlerin içindedir. Lityum-iyon akülerde bir metal kılıf, elektrotlar ve ayraç katmanlar üzerinde basınç yaparak onları bir arada tutar. Lityum-polimer akülerde böyle bir basınca gerek yoktur, çünkü elektrotlar ve ayraç katmanlar birbirine lamine edilmiştir. Ortada metal bir kılıf olmadığı için lityum-polimer aküler daha hafiftir, daha ince üretilebilir, daha esnektir ve güç vereceği aygıta göre özel olarak şekillendirilebilir. Patlama tehlikesi lityum-iyona göre daha azdır. Bu sebeplerden güneş arabalarında lityum-polimer akü kullanımı tercih edilir.
2007 dünya güneş arabaları yarışı birincisi Nuna4 adlı güneş arabasında lityum-polimer akü tercih edilmiştir. 2003 üçüncüsü olan MIT’nin aracı Tesseract’da 512 adet lityum-iyon pil kullanılmıştır.
MEKANİK TASARIM
Bir araba için kullanılan çoğu mekanik aksam güneş arabalarında da kullanılır. Buradaki sorun mekanik aksamların güneş arabaları için oldukça ağır olmasıdır. Bu sebeple mukavemeti yüksek ama ağırlığı daha az malzemeler tercih edilir. Bu malzemeler oldukça maliyetlidirler aynı zamanda. Ağırlığı optimum seviyeye düşürmek önemlidir ancak aracın aynı zamanda tasarım olarak da aerodinamik bir yapısı olmalıdır.
Dünya güneş arabaları yarışını bir çok kez kazanan Hollanda’lı Nuon Solar Team ekipinin yeni yarışlar için tasarladığı Nuna5 adlı güneş arabasının neredeyse tüm mekanik aksamı karbon fiber ve karbon elyaf malzemelerinden oluşmaktadır. Bu sayede aracın ağırlığı sürücü hariç 160kg kadar düşmektedir. Bunun yanı sıra ekibin bu araba için geliştirdiği uçak kanadı tasarımı sayesinde 2007 yılında WSC kazanan Nuna4 isimli kendi araçlarından %25 daha aerodinamik bir mekanik yapıyı oluşturmuşlardır.
SÜRÜCÜ PANELİ
Sürücünün yarış esnasında yarış strateji belirlemesinde ve güvenlik için oluşturulmuş elektronik aksamdır. Motor kontrolü, güvenlik için zorunlu kılınmış bölümler, hız göstergesi ve akım ölçümü gibi çeşitli sayıda elemanlardan oluşur.
Bugüne kadar üretilen tüm güneş arabaları belirli bir zaman ve belirli bir güzergahda ki yarışmalar için tasarlanmıştır.Yani dünyadaki en verimli güneş arabası dahi herhangi bir zaman aralıgında veya herhangi bir güzergahda hareket etmeye hazır değildir.Günümüzde, küçük bir kitlenin kullanımına sunulan elektrikli arabaların verim ve performansı tartışılırken güneş arabalarının yarışmaların dışına çıkıp binek araç olarak kullanılmasına ‘hayal’ demek daha doğru olur.
Tweet
Takip et: @elektrikport
YORUMLAR
YAZAR HAKKINDA
Orçun ŞEN Yazar Hakkında
Yazar Hakkında
Eğitim hayatını, Yıldız Teknik Üniversitesi Elektrik Mühendisliği bölümünden mezun olarak tamamlamıştır.Danimarka Teknik Üniversitesi bünyesinde 6 ay süreli araştırma yapmıştır.İleri seviye İngilizce, orta seviye Fransızca ve Danca dillerini bilmektedir.
Orçun ŞEN'e soru ve görüşlerinizi iletmek için;
orcun_sen35@hotmail.com
Tüm yazıları Mesaj gönder Yazdır
YAZARIN DİĞER YAZILARI Konya'ya 150 Milyon Euro Yatırım | Unilever Türkiye Enerjisini Topluyor | Profilo 10 Aylık İhracat | 10 Milyar Dolar Akıllı Rüzgar Türbin Konsepti | GE 3.2-103 Genpower'dan Şeffaflık Kararı İNNOVİKO Projesi Ödül Getirdi Arçelik'ten 24 Milyon Euro'luk Dev Yatırım Munters Form'da Adres ve Görev Değişikliği Yüksek Hızda Kesintisiz Veri Aktarımı | ZyXEL VEKMAR Kahvaltı Etkinliği Konuğu | Dr.Şeref OĞUZ
EDİTÖRÜN SEÇİMİ Tümü
VTOL Sistemi Nedir? Bulanık Mantık (Fuzzy Logic) Küme Kuramı ve Üyelik... Kömür Yakıtlı Santrallerde Azot Oksit Giderme Güç İletiminde Yeni Boyut : M12 Konnektörler Yuvarlak Konnektörler SAI Connectors | Weidmüller
ETKİNLİK TAKVİMİ Tümü
Aktif etkinlik bulunmamaktadır.
FOTOPORT
Dünyanın En Görkemli 10 Güneş Tarlası
Dünyanın En Büyük 10 Makinesi
2020’nin En İyi 10 Kişisel Robotu
Programlamaya Erken Yaşta Başlayan 7 Ünlü Bilgisayar Programcısı
Üretimin Geleceğinde Etkili Olacak 10 Beceri
Olağan Üstü Tasarıma Sahip 5 Köprü
Dünyanın En İyi Bilim ve Teknoloji Müzeleri
En İyi 5 Tıbbi Robot
Dünyanın En Zengin 10 Mühendisi
Üretim için 6 Fabrikasyon İşlemi
VIDEOPORT
Yapay Zeka Tabanlı Güç Kalitesi Veri Analitiği ve Çözümleri | Siemens | Webinar
Siemens Kaçak Akım Koruma Cihazları | RCD, RCCB
Siemens 3WL açık tip güç şalterleri ACB
Siemens 7KM PAC3100, 3200, 4200 Ölçüm Cihazları Teknik Özellikler
Konvertör için SINAMICS V20 / G120 Smart Access Module 2
Kurulum ve bağlantı - SINAMICS V20 / G120 Smart Access Module 1
Sigma Elektrik Tanıtım Videosu
Kaçak Akım Algılamalı Şalterlere Açtırma Bobini Takılması
K400 K630 Tip Şalterlere Açtırma Bobini Takılması
Kaçak Akım Algılamalı Şalterlere Yardımcı Kontak Takılması
ANKET
Endüstri 4.0 için En Hazır Sektör Hangisidir
Otomotiv
Enerji
Kimya
Maden
Sağlık
Gönder
Sonuçlar
Otomotiv 54 %
Enerji 29 %
Kimya 5 %
Maden 3 %
Sağlık 9 %
Güncel Anket
EN ÇOK OKUNANLAR Tümü
Güneş Enerjisi Elektrik Üretim Sisteminin Tasarlan... Mühendisler Ne İş Yapar ve Ne Kadar Kazanırlar? Alternatif Akımın Temel Tanımları IT Nedir? | IT Uzmanı Nedir? BIOS Nedir? BIOS Ayarları Nasıl Yapılır?
BENZER İÇERİKLER Tümü
Danfoss Daha Verimli Ekin Sulaması için Türk Çiftç... Kimyasal Solar Enerji Depolama Güneş Enerjisi Kurulumunda İlk 10 Ülke Ayaklarınızın Altındaki Yenilenebilir Enerji Güneşin Konumuna Göre Yönünü Ayarlayabilen Akıllı ...
ELEKTRIKPORT
Hakkımızda Künye İletişim
KAYNAKLAR
Sıkça Sorulan Sorular Site Haritası Sosyal Medya
KURUMSAL
Çözümler Reklam ve Tanıtım Hizmetleri Kullanım Şartları Gizlilik Politikası Üyelik Sözleşmesi
Tesla Bobini Yapımı Nikola Tesla Buluşları Nicola Tesla - Hayatı Güneş Enerji Sistemleri Yıldırım Nedir
Güneş Enerjili Uçaklar Güneş Enerji Haritası Lisansız Elektrik Üretimi Yeraltı Trafo Merkezleri Elektronik Atıklar
Yol Aydınlatması Kompanzasyon Nasıl Yapılır Kompanzasyon Nedir Yeraltı Nükleer Santraller Step Motorlar
Fiber Optik Aydınlatma Elektrikli Araç - Akü Sistemleri Elektrikli Araçlar - Kablosuz Şarj Fotovoltaik Nedir Korona Olayı
Gerilim - Potansiyel Fark Elektrik Nedir Kesintisiz Güç Kaynağı - UPS TEDAŞ Mülakat Soruları Radyasyon ve Kaktüs
Matlab Dersleri - Matrix Matlab Dersleri - Grafik Matlab Devre Analizi Java Dersleri - Constructor Matlab Simulasyonu
Kyoto Protokolü Güneş Enerji Sistemi Nedir? Rüzgar Türbini Topraklaması Rüzgar Enerjisinin Tarihçesi Yüksek İrtifa Rüzgar Türbini
Rüzgar Türbini Tasarımları Gaz İzoleli Transformatörler Transformatör Arızaları Transformatör Bakımı Güç - Dağıtım Transformatörleri
Kesiciler ve Bakımı Ayırıcılar Alternatif Akım Sistemleri Alternatif Akım Temelleri Alternatif Akım Nedir
Harmonik Analizi Enerji Verimliliği Paratoner ve Faraday Kafesi Enerji Nakil Hatları Kestirimci Bakım