Denizcilik uygulamaları için entegre yakıt pili-batarya sistemlerinin performans analizi ve optimizasyonu
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Dokuz Eylül Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Gemi Makinaları İşletme Mühendisliği Ana Bilim Dalı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2023
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: SÜLEYMAN AYKUT KORKMAZ
Danışman: KADİR EMRAH ERGİNER
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Deniz taşımacılığı sektörü, giderek daha sıkı düzenlemelere tabi olduğundan, çevresel ayak izini azaltma baskısı altındadır. "Yeşil gemi" konsepti, sıfır veya düşük egzoz gazı emisyonlu tahrik sistemlerine odaklanarak denizcilik camiasında dikkat çekmektedir. İstenilen amaca ulaşabilmek amacıyla bu tez yakıt pili sistemleri içeren iki vaka çalışmasını incelemektedir. İlk vaka çalışmasında, yakıt hücresi ve batarya tabanlı hibrit konfigürasyonların çevresel ve ekonomik etkileri incelenmektedir. Fosforik asit ve erimiş karbonatlı yakıt hücresi sistemleri, bir kimyasal tanker üzerinde dizel jeneratörlerin yerini alcak şekilde geminin toplam elektrik talebini karşılamaktadır. Belirtilen yakıt hücresi sistemlerinin bataryalarla birlikte ticari bir tanker gemisinde kullanımının çevresel ve ekonomik analizleri gerçekleştirilmektedir. Sonuçlar, karbon dioksit emisyonlarının yüzde kırk dokuz virgül yetmiş beşe kadar azaltılabileceğini ve erişimiş karbonatlı yakıt hücreleri ve lityum nikel manganez kobalt oksit batarya hücrelerinin kullanımıyla güncel yakıt fiyatları için en düşük elektrik üretim maliyetinin kilovat saat başına binde yüz seksen bir Amerikan doları olduğunu göstermektedir. İkinci vaka çalışmasında, bir proton-değişim membranlı yakıt hücresinin (PEMFC) yarı-ampirik matematiksel modelinin operasyon parametreleri çeşitli meta-sezgisel algoritmalar (MSA) kullanılarak çıkarılıp karşılaştırılmıştır. Bu bağlamda, yedi bilinmeyen modelleme parametresinin değerlerini bulmak için toplam kare hatası (TKH) amaç fonksiyonu olarak kullanılmaktadır. Vaka çalışması olarak, bir ticari PEMFC için MSA'lar kullanılarak parametre çıkarımı gerçekleştirilmiştir. MSA'ları sıralamak için üç farklı çok kriterli karar verme yöntemi kullanılmıştır. Sonuçlar, Moth Flame Algoritması'nın en düşük TKH ve en kısa çalışma süresine sahip olduğunu, Grey Wolf Optimizer'ın ise en yüksek amaç fonksiyonu verimliliğini elde ettiğini göstermiştir.