Gemilerde yakıt pili teknolojileri: sistem dinamikleri yaklaşımı


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Dokuz Eylül Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Gemi Makinaları İşletme Mühendisliği Ana Bilim Dalı, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2017

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: SÜLEYMAN AYKUT KORKMAZ

Danışman: AYŞE GÜLDEM CERİT

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Gün geçtikçe daha katı hale gelen çevresel kurallar nedeniyle çevreci sevk sistemlerinin önemi artmaktadır. Bunların içinde en önemlilerinden biri ise yakıt pilleridir. Günümüzde yakıt pilleri gemilerde sevk sistemlerinin ihtiyaçlarını karşılamada kullanılabilir hale gelmektedir. Ancak geminin sevk ihtiyacının tamamının yakıt pili ile karşılanması her zaman mümkün olmamaktadır. Ayrıca ani yük değişimleri yakıt pilinin yaşam ömrünün azalmasına neden olmaktadır. Bu yüzden yakıt pilleri genellikle bataryalar ile birlikte hibrit sistemlerde kullanılmaktadır. Yakıt pillerinin güç yoğunluğu genellikle bataryalardan daha fazladır. Geliştirilen hibrit sistemler sayesinde hem geminin menzili arttırılmış olmakta hem de ağırlık açısından önemli kazançlar sağlanabilmektedir. Bu tez kapsamında geminin hâkim rüzgâr ve deniz koşullarında tam yüklü ve tipik bir seferinin gemiden alınan gerçek veriler ile sistem dinamikleri yaklaşımı kullanılarak Vensim® yazılımında modellemesi gerçekleştirilmiştir. Bu sayede sistem üzerine etki eden değişkenler ortaya konmuş ve bu değişkenlere uygun değerler girilerek sistemin güç ihtiyacı değişik senaryolar için belirlenebilir hale getirilmiştir. Buradan elde edilen sonuçlar sistem için uygun batarya tipinin seçilmesinde kullanılacak Matlab/Simulink yazılımında yapılan bir modele girilerek simüle edilmiştir. Bataryaların birim kütle başına içerdikleri enerjiden yola çıkılarak karşılaştırılan batarya çeşitlerinin sağladığı enerji kazanımları ortaya konmuştur. Çalışma kapsamında hibrit sistemler içinde en fazla verimi veren batarya tipinin lityum iyon bataryalar olduğu saptanmıştır. Ancak nikel metal hidrit bataryaların yakıt pili olmadan geminin sevkinde diğer batarya tiplerine göre daha avantajlı olduğunun göz ardı edilemeyeceği de belirlenmiştir.