Bilgi ve İletişim Dersi (AEÜ-MYO): Hibrit Arabalar

Hibrit Arabalar

Hayattaki en önemli şeylerden birisi hayatın hızına ayak uydurmaktır. Teknolojinin ilerlemesiyle birlikte daha çok iş daha az zamanda yapılabilmektedir. Özellikle bilgisayarlar, bize sağladıkları kolaylıklardan dolayı hayatımızın vazgeçilemez bir parçası olmuşlardır. Bu şekilde gittikçe hızlanan yaşamımıza şimdi de nanoteknoloji girmek üzeredir. Bunun anlamı, hayat insanoğlu için daha da hızlanacaktır. Bu hızı yakalayabilmek ve hatta bu hızı geçebilmek için, insanların başetmesi gereken sorunların başında, gitmek zorunda oldukları yerlere eskiden olduğundan daha kısa sürede ulaşmaları gerekmektedir. Bu amaç doğrultusunda birçok şey icat edilmiştir. Örneğin, uçaklar kıtalar arası yolculukların süresini günlerden bir güne daha kısa bir zamana indirmiştir. Diğer bir örnek ise trenlerdir. Çok uzun zamandır kullanılmakta olan trenler, ağır yüklerin kısa zamanda istenilen bir noktaya ulaştırılmasını mümkün kılmıştır. Ancak insan hayatı için bu konudaki en büyük gelişme arabaların icadıdır. Kısaca arabalar, her kesimden insana kişisel olarak hızlı ulaşımı mümkün kılmıştır. Şu anda arabalar, hayatımızın ayrılmaz bir parçası haline gelmiştir. Ancak, çalışma prensiplerinden ötürü arabaların bize sağladıkları, bizden alabileceklerinden fazla değildir. Dünyada 7 milyardan fazla insan olduğunu ve bu insanların çoğunluğunun araba kullanıyor olduğunu göz önünde bulundurursak, arabaların özellikle insan sağlığı ve çevreye olan etkilerinin oldukça büyük ve tehlikeli olduğunu kolayca görebiliriz. Bu sorunun ciddiyetinin oldukça büyük olması nedeniyle, bu konu hakkında alternatif çözüm yolları araştırılmaktadır. Şu anda bu alternatiflerden en öne çıkanı Hybrid teknolojisidir. Petrolden kesinlikle daha temiz olan elektrik enerjisinin kullanıldığı bu teknoloji, yüksek oranda petrol tüketiminin neden olduğu sorunlara biraz da olsa çözüm önermektedir.

İlk olarak, hybrid arabaların ne oldukları üzerinde duralım. Arabalar için bir dönüm noktası olacak olan hybrid teknolojisi, arabalarda benzinli motora ek olarak bir tane elektrikli motorun da kullanılması şeklinde açıklanabilir. Hybrid arabalar günümüz arabalarından oldukça farklı bir çalışma prensibine sahip olduklarından dolayı, daha farklı bir mekanizmaya sahiplerdir. Kısaca, bir benzinli arabayı özetleyelim. Benzin deposu, motor ve vites kutusundan oluşan ve kimyasal bağ enerjisini mekanik enerjiye dönüştüren bir sistemdir. Hybrid arabalarda ise bu sisteme ek olarak bir elektrikli motor bulunmaktadır. Bataryalar bu durumun sisteme getirdiği eklemelerden birisidir. Hybrid arabalardaki elektrik motorunun uzun süreli ve etkili bir şekilde çalışmasını sağlamak için güçlü bataryalara ihtiyaç vardır. Diğer bir deyişle, benzin deposu motor için ne demekse, bataryalar da elektrik motoru için aynı anlamı ifade etmektedir. Ancak, günümüzün teknolojisiyle üretilen bataryalar, çok etkili olmamalarının yanı sıra oldukça da ağırdırlar. İkinci olarak, hybrid arabaların içinde büyük bir dinamo bulunmaktadır. Bu araçlar ihtiyaç duydukları bütün elektriği sadece şarj olurken bataryada biriken elektrikten karşılayamazlar. Mümkün oldukça her türlü kaynağın kullanılması gerekmektedir. Dinamo ise bu kaynakları elektrik enerjisine çevirmede kullanılır. Tekerleklerin dönerken bir yandan bataryaları doldurması dinamolar sayesinde mümkün kılınmıştır. Ayrıca, benzinli motorun gerektiği zaman çalıştırılması da dinamolardan sağlanan elektrikle oluşmaktadır. Diğer bir ek parça PSD (Power Split Device) dir. Oldukça önemli bir parça olan PSD, benzinli motoru, elektrik motoru ve dinamoyu birbirine bağlayan bir vites kutusu gibi karmaşık bir görevi üstlenmektedir. Tanımdan da kolayca anlaşılacağı gibi PSD, bu sistemin belkemiğidir. Ayrıca benzinli motor ile elektrikli motorun bağımsız şekilde ya da gerektiği zaman birlikte arabaya güç aktarmalarını sağlamaktadır. Ek olarak, benzinli motorun dinamo doğrultusuyla bataryaları doldurması da PSD sayesinde olmaktadır. Son olarak, sisteme bir de elektrikli motor eklenmiştir. Görmeye alıştığımız oyuncak arabalardakine kıyasla oldukça büyük ve güçlü olan bu elektrikli motorlar, bir tona yakın bir arabayı belli hızlarla tek başına hareket ettirebilmektedir.

Hybrid arabaların hayatımızda birçok şeyi değiştireceği kesindir. Bu teknolojinin bize sağlayacağı yararların yanında dezavantajları da bulunmaktadır. Öncelikle avantajlarından bahsedelim. Bu teknolojinin en büyük yararlarından birisi, arabaların doğaya verdikleri zararı azaltabilecek olmasıdır. Dünyada o kadar çok araba vardır ki bu arabalardan çıkan gazlar küresel ısınma probleminde etken nedenlerden birisi olmuştur. Bu noktada, hybrid arabalar doğaya verilen zararı en aza indirmede büyük bir görev üstlenmişlerdir. Hybrid teknolojisiyle, bir arabanın benzin tüketimini %50 ye varan oranda düşürebiliyor olması da bu konunun önemini net bir şekilde açıklamaktadır. Benzin tüketiminin azalması sadece doğaya değil, aracın kullanıcısına da yararlıdır. Özellikle hybrid arabalar, benzini az tüketmelerinden dolayı ekonomik açıdan oldukça kullanışlıdır. Bu arabaların kullanıcıları, benzin fiyatındaki değişimleri neredeyse hiç hissetmezler. Son olarak, hybrid arabalar sadece elektrikle çalışmadığı için, sürüş sırasında gereken elektriğin bir kısmını aracın kendisi yenileyebilmektedir. Bunu, benzinli motoru ve fren sistemini kullanarak yapmaktadır. Avantajlarının yanında hybrid arabaların bazı dezavantajları da vardır. İçerdikleri sistem nedeniyle satış fiyatları normal arabalarınkine göre fazladır. Bu durum, görünüşte dezavantaj gibi görünüyor olsa da, uzun vadede kullanıcı için daha avantajlı olacaktır. Nedeni ise, bu araçların benzin tüketiminin normal arabalarınkine göre oldukça düşük olmasıdır. Diğer bir dezavantaj, içerdikleri bataryalar nedeniyle çok ağır olmalarıdır. Büyük bir arabayı bir elektrik motoruyla uzun bir süre hareket ettirmek için çok fazla elektrik enerjisine ihtiyaç vardır. Bu ise daha fazla batarya ve daha çok ağırlık demektir. Şu anda bir sorun olarak görünse de ilerde teknolojinin ilerlemesiyle bu sorun da kolaylıkla çözülecektir. Son olarak, hybrid arabaların diğer bir dezavantajı, herhangi bir kaza anında içerdiği bataryalar yüzünden hem arabanın içindekiler hem de arabanın dışındakiler için hayati tehlikeye neden olabilecek olmasıdır. Bu durumda, aracın içindekilerin yaşama şansı oldukça düşerken, yardım edecek olanların da hayatı tehlike altına girmiş olmaktadır. Her ne kadar bir umut gibi görülse de, hybrid arabalar yeni sorunlar da doğurabilirler.

Hybrid arabalar şu anda çok fazla yaygın olmasalar da büyük araba firmaları bu konu üzerinde oldukça ciddi bir şekilde çalışmaktadırlar. Her ne kadar firmaların bu araçları yapma şekilleri farklı olsa da amaçları aynıdır, az benzin tüketimi ve daha uzun mesafe kat etmek. Bu firmalardan birisi Honda’dır. Örneğin, Honda’nın Insight modeli bir hybrid arabadır. Bir elektrikli motor ile bir benzinli motorun birleşmesinden oluşan bu sistemde, elektrikli motorun bazı görevleri vardır. Bunlar, hızlanırken veya yokuş çıkarken, benzinli motora yardımcı olmak, marş motorunun görevini üstlenmek ve bataryaların doldurulmasını sağlamaktır. Ancak Honda’nın az benzinle en uzun mesafeyi kat etmek için bu arabada kullandığı strateji sadece hybrid bir motor kullanmak değildir. Honda Insight oldukça hafif olmasının yanı sıra etkili bir aerodinamik yapıya sahiptir. Aracın dış kısmı alüminyumdan yapılmıştır. Oldukça hafif olan, 56 kg’lık 3 silindirli bir motora sahiptir. Sadece iki kişinin seyahat edebileceği bu araba, bütün bu kısıtlamaların sayesinde toplam olarak 838 kg ağırlığındadır. Bu sayede, Insight gibi küçük bir araba, küçük bir motorla 100km/h hıza 11 saniyede çıkabilmekte, şehir içinde yaklaşık olarak 90 kilometrede 3,78 litre, şehir dışında ise yaklaşık olarak 100 kilometrede 3,78 litre benzin tüketmektedir. Insight gibi hybrid bir araba olan Toyota Prius, Insight’dan biraz daha farklı bir sisteme sahiptir. Prius’da PSD kullanılmıştır. Bu parça benzinli motoru, elektrikli motoru ve dinamoyu birbirine bağlamaktadır. Bu sayede Insight’la kıyaslandığında oldukça etkili bir araba olduğunu söyleyebiliriz. Çünkü Prius’da aracın ağırlığı hakkında herhangi bir kısıtlamaya gidilmemiştir. Toplam ağırlığı 1.315 kg olan Prius, sahip olduğu güçlü elektrik motoru sayesinde benzinli motoru kullanmadan 24 km/h hıza ulaşmaktadır. Prius’un benzinli motoru sadece gerektikçe devreye girmektedir. Insight’ta ise elektrikli motor gerektiğinde devreye girmektedir. Insight ile Prius arasındaki temel farkları bu şekilde açıklayabiliriz. Bu örneklerden de kolayca görebiliriz ki, her firma hybrid teknolojisine farklı açılardan bakmaktadırlar. Bu sayede hybrid arabalar, yeni fikirler sayesinde, gün geçtikçe gelişmekte, daha verimli bir hal almaktadırlar.

Hybrid teknolojisi şu anda emekleme dönemini geçirmektedir. Özellikle küresel ısınma, dünyadaki petrolün azalması ve petrolün gittikçe pahalılaşması, insanları bu teknolojiyi geliştirmeye mecbur bırakmıştır. Bu sektördeki gelişme devam ettiği sürece yaklaşık 10 yıl içinde sokaklarda hybrid arabaları daha çok göreceğiz. Şu anda yüksek maliyetleri ve toplum tarafından çok iyi tanınmamaları nedeniyle pazarda büyük bir paya sahip değiller. Ancak Honda’nın Insight’ı, Toyota’nın Prius’u ve Chevrolet’in Volt’u bize bu konunun büyük araba firmaları tarafından ne derece ciddiye alındığını göstermektedir. Her ne kadar bazı dezavantajları da olsa, hybrid teknolojisi birçok soruna gerçekçi çözümler önermektedir. Kısaca hybrid arabalar daha az ve daha temiz enerjiyle, daha çok iş yapmak adına hayatımızda yer almak için son süratle geliyorlar.

Hibrid Otomobiller Nasıl Çalışır

Benzin istasyonuna gidip, yüksek fiyatları gördüğünüz zaman hiç şok oldunuz mu veya canınız fena halde sıkıldı mı? Tabiki evet diyeceksiniz. Bir depo benzine 50, 100 veya aracınıza göre 200 tl ödediğiniz zaman, bunun daha ucuz bir yöntemi yok mu acaba diye mutlaka düşünmüşsünüzdür. Veya aracınızın kullandığı yakıtın sera gazı etkisi yaptığını biliyorsunuz ve bu sizi gerçekten endişelendiriyor.

Otomotiv endüstrisi bu endişelere yanıt veren bir teknolojiye sahip: Hibrid Araçlar. Şu anda piyasada bir şok hibrid araç modeli bulunmaktadır. Ayrıca, otomotiv üretici firmaların bir çoğu da kendi hibrid modellerini üretme planı olduğunu açıklamıştır.

Hibrid bir otomobil nasıl çalışır? Standart bir otomobile göre, litre başına 20-30 km daha fazla yol almanızı sağlayan yapının altında neler var? Ve daha fazla yol almanızı sağlayan bu sistem, çevreyi geçekten daha mı az kirletiyor? Bu makalemizde, hibrid teknolojisinin nasıl çalıştığı konusuna değineceğiz ve bir hibrid aracı, maksimum verimde kullanabilmeniz için bazı ipuçları vereceğiz.

Aslında bazı insanlar farkında olmasalar da hibrid bir araca sahipler. Örneğin mo-ped (Motor pedallı bisiklet), bir hibrid araç türüdür. Çünkü, sürücünün pedal gücüyle benzin motoru gücünü birleştirerek çalışır. Yani, hibrid araçlar etrafımızda bolca mevcuttur. Trenleri çeken lokomotifler dizel-elektrik hibrid araçlardır. Seattle gibi şehilerde de dizel-elektrik otobüsler kullanılmaktadır. Bu araçlar, kablolu yerlerde elektrik ile, kablonun olmadığı kısımlarda ise dizel ile çalışırlar. Büyük maden kamyonları da dizel-elektrik hibrid araçlardandır. Denizaltılar da ayrıca hibrid araçlardandır. Bazılarında nükleer-elektrik, bazılarında ise dizel-elektrik kullanılır. İki veya daha fazla güç kaynağını direkt veya dolaylı olarak kullanarak güç sağlayan araçlar, hibrid araçlardır. Yollarda gördüğümüz hibrid araçların çoğu, benzin-elektrik hibrid araçlarıdır. Fransız otomotiv üreticisi PSA Peugeot Citroen, iki dizel-elektrik hibrid araç üzerinde çalışmaktadır.

TÜRKİYEDE HİBRİT TEKNOLOJİSİ VE GELİŞTİRDİĞİ ARAÇLAR

EE - STRATEJİK İŞ BİRİMLERİ (SİB)

GÜÇ ELEKTRONİĞİ ve KONTROL TEKNOLOJİLERİ

ARAÇ TEKNOLOJİLERİ :

Otomotiv teknolojisinin hızla geliştiği dünyamızda, bu teknolojinin gelişimine paralel olarak araç sayısı da artış göstermektedir. Bu önlenemez yükseliş yakıt tüketimini de artırmakta ve buna bağlı olarak araç emisyonları da aynı oranda yükselmektedir. TÜBİTAK MAM Enerji Enstitüsü'ne bağlı Araç Teknolojileri Grubu üzerine düşen sorumluluğun gereklerini yerine getirmek için çalışmaktadır.

Teknolojileri Grubu, yarının teknolojisini günümüze taşımak amacı ile gerek askeri, gerekse sivil alanlarda farklı ihtiyaçlara ve beklentilere cevap verecek, hibrid elektrikli araç ve güç sistemleri tasarlamakta, hibrid araçların kontrol sistemlerini geliştirmekte, motor testlerini gerçekleştirmektedir. Çeşitli konfigürasyonlarda hibrid araç tasarımı ve prototip üretimi yapılmaktadır. Ayrıca elektrik motoru ve elektrik motor sürücüleri, hibrid araç kontrol üniteleri geliştirilmesi ve prototip üretimi ile enerji depolama teknolojileri ve batarya geliştirilmesi konusunda çalışmalar yapılmaktadır. Alanında gerek altyapı, gerek bilgi birikimi ve gerekse farklı mühendislik disiplinlerinden gelen araştırmacı potansiyeli açısından Türkiye'nin en dinamik, en yetkin ve en kapsamlı ekibidir.

TÜBİTAK MAM Enerji Enstitüsü Araç Teknolojileri Grubu sadece sivil amaçlı çalışmalarda değil, askeri amaçlı projelerin gerçekleştirilmesinde de üzerine aldığı sorumlulukları başarı ile yerine getirmektedir. Araç teknolojileri laboratuarında ağırlıklı olarak askeri amaçlar için; görünmezlik kabiliyeti, akustik ve termal izlerin azaltılması ve siluetin küçültülmesi, geliştirilmiş iz kontrol yönetimi gibi fark edilebilirliğin azaltılması çalışmaları yapılmaktadır. Ayrıca daha fazla dayanıklılık ve yakıt verimi, gelişmiş güvenilirlik ve idame ettirebilirlik, taşıma kapasitesinin artırılması, gelişmiş kullanabilirlik, hayatta kalabilme kabiliyetinin artırılması, gelişmiş güvenlik ve taşıma gereksinimlerine uyumluluk, geleceğin elektrikli zırh ve silahlarına zemin oluşturma alanlarında çalışmalar da yapılmaktadır.

Araç teknolojileri grubu farklı beklentilere farklı çözümler sunabilecek bilgi, beceri ve altyapıya sahiptir. Yapılmış ve yapılmakta olan projeler, araç teknolojileri konusunda sahip olduğu bilgi birikimi ve tecrübenin bir göstergesidir. Sahip olduğu bilgi birikimi ve altyapısı ile geleceğin ulaşım araçlarının geliştirilmesi, alternatif yakıtlar ve yakıt verimliliğinin arttırılması gibi konularda Türk sanayisine büyük destek vermekte ve gelişmesine katkıda bulunmaktadır.

Çalışma Alanları :