Bu yazımızda hidrojen ile çalışan arabalar nasıl çalışır, ekonomik mi, Türkiye’de ne durumda gibi sorularımızı cevaplayacağız.

Hidrojen, bir arabayı nasıl hareket ettiriyor?

Hidrojeni bir araçta kullanmak aslında düşündüğünüzden daha basit. Bunu yapmanın iki yolu var.

İlk kullanım şekli yakıt hücresi adı altında bir çözümle çalışıyor. Yakıt hücresi hidrojeni elektriğe çeviriyor, elektrik ise elektrik motorlarına güç sağlıyor. Aynı elektrikli arabalar gibi elektrikli motorlar kullanılıyor.
Yakıt hücrelerinde hareket eden bir parça yok. Kimyasal bir reaksiyon sonucu yakıt oluşuyor. Tankalrdan gelen hidrojen yakıt hücresinde oksijenle buluşuyor ve H₂O oluşturuyor. Bunun sonucu da elektrik enerjisi ortaya çıkıyor.

Hidrojenin ikinci kullanım şekli ise içten yanmalı motorlarda kullanımı. İki metotun da kendine göre avantajlarının bulunması dışında kullanımın tam yeri olduğu belli noktaları da bulunmakta. Onun haricinde içten yanmalı motorlar daha bilindik bi teknoloji.

Aslında hidrojen ve oksijen karışımı ile çalışan içten yanmalı motorlar, ve mekanik buji sistemi vardı, Fransız François Isaac de Rivaz tarafından kısa mesafelerde ağır yükler taşımak için kullanmıştı.

Yakıt hücresi teknolojisi kullanan araçalrdaki temel komponentler

Hidrojen tankı basınca uygun olması gerekmektedir. Araçlarda Tip IV kullanılır. 700 bar basınca dayanması

gerekmektedir.

Yakıt hücresi hidrojenin oksijen ile buluşup elektrik ürettiği kısım. Geleneksel yakıt kullanan hibrit arabada içten yanmalı motorun yerine bu var diyebiliriz. Burdan çıkan su egzoz yardımıyla dışarı atılır.

Bu ana iki komponent içten yanmalı motor veya hem elektrik motoru hem içten yanmalı motoru yani hibrit araçları hidrojen araçlarla ayıran ana iki parça. Bu iki parça dışında akü, batarya, şanzıman, elektronikler vs. aynı şekilde bulunmakta. Hibrit şeması olarak paralel hibrit şeması kullanmakta. Paralel hibrit şemasının ne olduğunu merak ediyorsanız buraya tıklayabilirsiniz.

Artıları ve Eksileri

• Artıları
  • Hızlı dolum süresi; elektrikli araçlara kıyasla hızlı olan bu işlem 3 ila 5 dakika arası sürüyor.
  • Zararlı emisyon yok; hidrojenli araçlarda ortaya çıkan tek şey su.
  • İnanılmaz menzil; bir depo hidrojen ile 480 km civarlarında gidilebiliyor.
  • Yüksek verimlilik düzeyleri; benzin veya dizel kullanan geleneksel araçlara nazaran çok daha verimli.
• Eksileri
  • Dolum noktaları; İngiltere’de her biri 1.3 milyon pound olmak üzere 17 tane bulunur iken Türkiye’de bir tane açılmış bulunmakta.
  • Pahalı; Türkiye’de bulunmasa bile hidrojenin kendisinin geleneksel yakıt türleri fiyatlarından yabancı ülkelerde pek farkı yok. fakat hidrojen teknolojisi geliştirmek ucuz değil. Bunun yanında hidrojen geleneksel yakıtlar gibi itilebilecek bir yapıya da sahip değil.
  • Güvenlik riski; hidrojen yanıcı bir element. Bunun yanında benzin de yanıcı fakat milyonlarcasını kullanmaya devam ediyoruz.
  • Kur farkından dolayı fiyatlar fazlasıyla artmış oluyor. 1 kilogram hidrojen 1.5 ila 6 Amerikan Doları kadar.

Hidrojen araçların geliştirilmesi

Bazı markalar diğerleri plan aşamasında olsalar dahi üretime başladılar. Bu araçlar şunlar:

Toyota Mirai, Honda Clarity ve Hyundai iX35.

Mercedes-Benz GLC sınıfına hidrojen versiyon çıkarıyor. 23 tane hidrojen istasyonu kurulumu yapan Almanya’daki hidrojen teknolojisini ortaya çıkarıyor.

Fikirleriniz neler? Hidrojen araçlar gelecekte kullanılır mı, küresel ısınmaya çözüm olabilir mi? Düşüncelerinizi yorumlar kısmında belirtebilirsiniz.

Akaryakıt fiyatları gün geçtikçe zamlanıyor, peki hem elektrik hem içten yanmalı motor kullanan hibrit araçlar bunun acısını biraz olsun azaltıyor mu?

Hibrit ne anlama gelmektedir?

İki veya daha fazla şeyin kombinasyonudur. Bu şey kinetik enerji üreten iki farklı şey olabilir. Genetik olarak iki farklı genetiğin kombine edilmesi olabilir. Kısacası hibrit kombine edilmiş şeylerin toplamına denir.

Hibrit otomobil nasıl çalışır?

Yazımızdaki hibrit otomobiller paralel hibrit şemasıdır. Seri hibrit şeması arabalarda kullanılmamasının yanı sıra paralel hibrit şemasına göre pahalıdır.

Massimo Barcaro, Nicola Bianchi ve Freddy Magnussen’in yazmış olduğu Hibrit Araçlar için PM Motorları makalesinden çevirim olan bölüme göre: Paralel hibrit şemasında hibrit güç ünitesi ile tekerler arasında direk bağlantı vardır. Bu şemada tekerlerle direk bağlantı olan bir elektrik motoru barındırır. Bu elektrik motoru bataryayı şarj etme amaçlı frenleme enerjisini paylaşabilir. Paylaşım durumuna da rejeneratif enerji denir. Bu elektrik motoru kalkışlarda içten yanmalı motora yardım edebilir. Aynı şekilde zaten elektrik motoru ve içten yanmalı motor aynı mekanik cihazda bağlanmışlardır.

Hibrit otomobillerdeki ana komponentler.

Hibrit otomobillerin en ekonomik kısmını belirleyen komponent elektrik motorudur. Elektrik motoru genellikle şanzımana bağlanmıştır Elektrik motorları verimli olması için genellikle AC(alternatif akım) ile çalışan elektrik motorları tercih edilir. Bu tarz arabalarda en az iki olmak üzere 3 tane elektrik motoru kullanılır. Bu motorlar şunlardır; arabanın hareketini sağlayan ETM(electric traction motor), kinetik enerjiyi elektrik enerjisine çevireen elektrik jeneratörü ve içten yanmalı motora bağlı olan alternatördür.

Eletrik bataryası akü haricinde bulunur. Ne kadar depoladığı, pilin türü değişeiblir. bir fan tarafından soğutulması durumu genellikle vardır. Genellikle 18650 lityum-iyon pil kullanılmaktadır. Pil ömrü arttırımı için fan temizleme servisleri olabilir.

PCU(Power Control Unit) yani güç kontrol ünitesi, bu tarz araçların diğer komponentlere nazaran en az bilinen kahramanı olabilir. Asıl amacı akımı invert etmek olsa da farklı asıl amaçlar bulunmaktadır. Bunların haricinde PCU’ların yan özellükleri de vardır. DENSO adlı markanın ürettiği PCU’larda asıl amaçlar şunlardır:

• Inverter, doğrusal akımı alternatik akıma çevirerek motor(lara) sunar.
• Converter, bataryadan gelen voltajı yükseltir.
• DCDC converter elektrik motorundan gelen voltajı düşürür.
• Ayrıca arabanın yavaşlama ya da kalkış durumlarına göre sürekli DC-AC ve AC-DC işlemini yapar.

Yan amaçlarından biri batayanın voltajının sürekli ölçümünü yapmak olabilir.

Hibrit olması özelliğini veren parçalrın dışında, modern arabaların çoğunda bulunan içten yanmalı motor, egzoz sistemi, süspansiyon sistemi, soğutma sistemi, elektrik/elektronik aksamı, şanzıman sistemi gibi parçalar da bulunmaktadır.

Bunların dışında bazı araçların dışarıdan bataryalarının şarj edilebilme özelliği de bulunmaktadır. Bu araçlara plug-in hybrid adı verilmiştir.

Aşağıdaki Honda markasının FD3 Civic Hybrid modelindeki ana komponentler bulunmaktadır. Bu parçaların yanı sıra bir kaç komponent daha ana komponent olarak belirtilebilir.

Artıları neler?

• İçten yanmalı motorlar gibi verim oranları %30 civarlarından daha yüksekte olduğu için daha ekonomik oluyor.
• İçten yanmalı motorlardaki gibi ortalama devirlerde yüksek tork vermesinin yanı sıra elektrik motorları başlangıçtan itibaren verebileceği torkun en fazlasını verdiğinden dolayı beraber çalışmaları sayesinde içten yanmalı motorların en zorlandığı kısım olan kalkışlardaki yükünün önüne geçiliyor.
• İçten yanmalı motor ve elektrik motorunun en verimli kısımları kullanıldığı için arabanın değeri düşme katsayısı azalıyor.
• Tüm bunun gibi durumlar yakıt ekonomisi sağlarken onun yanında servis masrafından da kurtarıyor. Ayrıca ne kadar az servis ve yakıt demek, o kadar da çevreci demektir.
• Sürüş tarzınıza göre daha da ekonomikleştirebilir.

Eksileri neler?

• Daha çok parça kullanıldığı için daha fazla mühendislik gerektirmektedir.
• Daha çok parça kullanıldığı için komplikedir, komplike olmasından dolayı servis masraflarında artış gözlemlenebilir.
• İçten yanmalı motor kullanan araçlara nazaran ek olarak batarya, elektrik motorları, ek şanzıman parçaları, kablolar, güvenlik sistemleri, ek aksamlar, ek patentler gibi durumlar satış fiyatında da artış gösteriyor.
• Son kullanıcıya da karmaşıklık kattığı için kullanımı zor olarak algılanabilir.
• Sürüş tarzınıza göre daha da pahalıya mâl olabilir.

Arabalar hakkında merak ettiğiniz daha fazla bilgi için Çevik Medya‘yı ziyaret edebilirsiniz.

Fikirlerinizi yorumlar kısmında belirtebilirsiniz.

Kullandığım kaynaklar:

https://benthamopen.com/contents/pdf/TOEFJ/TOEFJ-2-135.pdf

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Honda_Hybrid_System_02.JPG

Alex Albon 2022 Williams aracındaki denge sorunlarının gelecek güncellemeyle çözüleceğine inanmıyor.

Williams takımı bu sezon içinde diğer orta sıra takımları ile düzenli olarak mücadele edemedi ve bu haftasonu yapılacak olan İngiliz Grand Prix’inden önce rakiplerinin gerisinde.

Albon bu sezonda takımın elde ettiği bütün puanların sahibi oldu. Avusturyada 10. olarak bir puan ve ilk defa gerçekleşen Miami Grand Prix’inde dokuzuncu olarak iki puan elde etti.

Takım arkadaşı kanadalı pilot Nicholas Latifi ise geçen hafta yapılan röportajlarda bu senenin Williams FW44 aracının çok temel sıkıntıları olduğundan bahsetmişti.

Yaşanılan sıkıntılar üzerine takım birkaç yarış içinde güncelleme getireceğini belirten Williams’ın paketi Silverstone’da getirebileceği dedikodular arasında. Ama takımın birinci pilotu Albon temel denge sorunların çözüleceğinden endişeli.

“Herkes yakın zamanda güncellemeler getirdi, fakat biz uzun süredir güncelleme getirmedik. Denge sorunlarımız çok büyük ve çözebildiğimizi düşünmüyorum” diye güncellemeye inancının olmadığını belirtti.

“Aracın viraj içi karakterinin geliştirilmesi gerekiyor, umarım bu güncelleme ile hallolur, ama o zamana kadar sıkıntımız büyük olacak” şekinde yaptığı açıklama ile viraj içindeki dengenin eksikliğine vurgu yaptı.

Williams bu sezon sadece iki defa Q2 ye araç sokabilmişti, iki sıralama turunda da aracı Albon Q2’ye sokmuştu. Ve şu anda dokuzuncu olan Haas takımından 12 puan gerideler.

Takım direktörü Jost Capito Kanada haftasonunda Williams takımının güncelleme konusunda cok fazla çalıştığını ve büyük ihtimalle İngiltere Grand Prix’ine yetişebileceğine vurgu yaptı.

“CFD simülasyonlarında ve rüzgar tünelinde güzel sonuçlar görüyoruz, ama aynı sonuçları pistte de görmemiz gerekiyor. Teoride gördüğümüzü pratiğe dökebilirsek büyük bir adım atacağız.” dedi Capito.