Elektrifikasyon

  • Elektrifikasyon karbondioksit emisyonlarını azaltarak; daha temiz hava, daha temiz çevre, daha temiz ürün sağlayacaktır.
  • Elektrik üretimi daha az karbon yoğun hale geldikçe, elektrifikasyonla ilişkili faydalar gelecekte artacaktır.
  • Elektrikli araçlar, çevresel faydalara ek olarak, elektrik bol olduğunda şarj eder ve elektrik talebi yüksek olduğunda şebekeye deşarj ederek elektrik şebekesine fayda sağlayacaktır.
  • Günümüzde teknolojik olarak endüstrinin yakıt tüketiminin yarısına kadar elektrik vermek teknolojik olarak mümkün olacaktır.

Standart Seyir Çevrimleri ve Model Tabanlı Simülasyonda Elektrikli Araçta Harcanan Enerji Karşılaştırması  

Hidrojen Yakıt Hücreleri ile Elektrikli Ticari Araçlar

Nakliye ve liman altyapısı, önemli sera gazı (GHG) emisyon kaynaklarıdır. Uluslararası Denizcilik Örgütü’ne göre, deniz taşımacılığı yılda 900 milyon tonun üzerinde CO2 üretiyor. Küresel ekonomiler, ürünlerini tüketiciye ulaştırmak için nakliyeye güveniyor, tüm yabancı malların% 90’ı konteyner gemilerindeki limanlardan akıyor, ancak çevre üzerindeki zarar önemli. İşlek limanların yakınında yaşayanlar, limandaki ticari araçlarda dizel motorlardan kaynaklanan emisyonların neden olduğu tehlikeli düzeylerde hava kirliliğine maruz kalıyor.

Örneğin, konteyner yükleyicileri olarak adlandırılan büyük endüstriyel araçlar, konteynerleri konteyner gemilerinden yükleyip boşaltır. Her konteyner elleçleyici yılda 144 tona kadar CO2 yayar ve büyük bir liman sahada bu makinelerden yüzlercesine sahip olabilir. Dizel motoru yeşil bir alternatifle tek bir konteynır taşıyıcıyla değiştirmek, 32 gazla çalışan binek otomobili yollarımızdan çıkarmakla aynı etkiye sahip olacaktır.

Binek araçlardan uzun yol kamyonlarına, lokomotiflere ve ağır ekipmanlara kadar, içten yanmalı motorlar (ICE’ler) daha yeşil alternatiflerle değiştiriliyor. Pille çalışan elektrikli araçlar, hem otomobil modellerinde hem de şarj konumlarında tüketicilere sunulan artan sayıda seçenekle, ilgi odağının çoğunu yakaladı. Ancak limanlarda ICE’ler, avlu kamyonları, forkliftler ve konteyner yükleyicileri gibi ağır hizmet tipi endüstriyel araçlarda kullanılan dizel motorlardır. Piller ve gerekli şarj altyapısı bu işlemlerin çoğunda çalışmaz.

Yakıt hücrelerinin yardımcı olabileceği yer burasıdır.

Elektrifikasyonun Etkinleştirilmesi

Yakıt hücreleri, yakıt ikmali için minimum aksama süresiyle uzun vardiyalar için çalışması gereken ağır ekipmanların bulunduğu yerler için çok uygundur. Bir hidrojen yakıt hücresini yeniden doldurmak, benzer büyüklükteki bir gaz tankını doldurmakla yaklaşık aynı süre alırken, ağır hizmet tipi e-araçlar için bir pilin yeniden şarj edilmesi saatler sürer. Yakıt hücreleri, aracın 8 saatlik bir vardiyadan geçmesi için gereken güç yoğunluğunu ve aralığını sunar. Ticari araçlar için yakıt hücresi teknolojisine odaklanan bir şirket Nuvera’dır.

Nuvera’nın kurucu çalışanı ve direktörü Gus Block, “Yakıt pilleri, uzun menzil gerektiğinde veya pil şarjı çok uzun sürdüğünde pillerden daha iyidir – bu pilleri tekneler, uçaklar, kamyonlar, otobüsler ve acil müdahale araçları için iyi hale getirir. Piller bir araca sığamayacak kadar büyük olduğunda veya yükü tehlikeye atacak kadar ağır olduğunda da gereklidir” diyor Block. Örneğin, elektrikli konteynır işleyicisi için gereken pil, küçük bir fil boyutunda olacaktır. “

Şarj Etmeyi Gerektirmeyen Bir Elektrik Alternatifi

Bir yakıt hücresi, ısı ve sudan başka egzoz üretmez. Hareketli parçası olmadığı için tasarımı prensipte basittir: iki elektrot arasına bir zar sıkıştırılmıştır. Hidrojen yakıtı anotla karşılaştığında, bir proton ve bir elektrona bölünür. Proton, membrandan oksijenle buluştuğu katoda geçer. Elektron, bir elektrik devresinden geçerek elektrotlar arasında daha uzun bir yol izler. Elektron akışı motor için güç oluşturur. Katotta protonlar, elektronlar ve oksijen su oluşturmak için birleşir.

Modelleme ve gerçek zamanlı simülasyon kullanmak, Nuvera mühendislerinin tasarımlarını hızlı bir şekilde yinelemelerine ve gerçek bir motoru riske atmadan deney yapmalarına olanak tanır.

Daha Fazla

Türkiye’nin en uzun süredir yayında olan araştırma ve geliştirme konulu dergisi ARGE DERGİSİ’nin Elektrifikasyon konulu 28. Sayısı için

Akü Yönetim Sistemleri

Lityum-iyon pil paketleri, uçaklarda, elektrikli araçlarda, taşınabilir cihazlarda ve güvenilir, yüksek enerji yoğunluklu, düşük ağırlıklı güç kaynağı gerektiren diğer ekipmanlarda enerji depolama sistemleridir. Pil yönetim sistemi (BMS), çeşitli şarj-deşarj ve çevre koşulları altında güvenli çalışma, performans ve pil ömründen sorumludur. Bir BMS tasarlarken, mühendisler aşağıdakileri sağlayan geri bildirim ve denetim kontrolü geliştirir:

  • Hücre voltajını ve sıcaklığını izler
  • Şarj durumunu ve sağlık durumunu tahmin eder
  • Termal ve aşırı şarj koruması için güç giriş ve çıkışını sınırlar
  • Şarj sistemini kontrol eder
  • Tek tek hücrelerin şarj durumunu dengeler
  • Gerektiğinde pil takımını yükten izole eder

Simulink modelleme ve simülasyon yetenekleri, hücre eşdeğeri devre formülasyonu ve parametrelendirme, elektronik devre tasarımı, kontrol mantığı, otomatik kod oluşturma, doğrulama ve onaylama dahil olmak üzere pil yönetim sistemi (BMS) geliştirmeye olanak tanır. Simulink ile mühendisler, pil yönetim sistemlerini şu şekilde tasarlayabilir ve simüle edebilir:

  • Topolojisi gerçek sisteminkini yansıtan ve hücre sayısıyla ölçeklenen elektrik ağlarını kullanarak pil paketlerini modelleme
  • Hücre kimyasının doğru temsili için test verilerini kullanarak eşdeğer devre elemanlarını parametrelendirme
  • Paketi kontrollere bağlayan güç elektroniği devresinin tasarlanması
  • Denetim ve hata algılama mantığı için kapalı döngü kontrol algoritmaları geliştirmek
  • Durum gözlemcilerini şarj durumu ve sağlık durumu çevrimiçi tahmini için tasarlama

Batarya Yönetim Sistemlerini Simülasyon Modelleriyle Doğrulama e-kitap için

Mühendisler, Simulink’i kullanarak, donanım testine başlamadan önce pil yönetim sistemini bir dizi çalışma ve arıza koşulunda uygulayabilir. Sistemlerin veya mikro denetleyicilerin hızlı prototiplenmesi için kontrol algoritmalarınızı dağıtmak üzere Simulink modellerinden C kodu oluşturabilirsiniz. Simulink, pil ve elektronik bileşen modellerinden kod üreterek gerçek zamanlı simülasyon yapmanızı sağlar

Gerçek zamanlı simülasyon ve test ile pilleri ölçmek ve taklit etmek için Speedgoat çözümleri hakkında bilgi edinin.

Havacılık ve Uzay Endüstrisinde Elektrifikasyon konulu video için