Mekanik Sistemlerde Rejeneratif Frenleme ile Elde Edilebilecek Enerji Miktarının Belirlenmesi ve Verimlilik Analizi

Öz

Bu çalışmada, raylı sistemler araçlarında faydalı frenleme olarak adlandırılan rejeneratif frenleme veriminin hesaplanması amaçlanmıştır. Bir raylı sistemler aracına frenleme sırasında etki eden zıt yönlü kuvvetler belirlenmiş ve gerekli analitik bağıntılar elde edilmiştir. Çalışma kapsamında kent içi hafif raylı sistemler araç özellikleri dikkate alınarak araç ağırlığı ortalama 160 ton (140 kişi yolcuyla beraber) olarak belirlenmiştir. Aracın sahip olduğu toplam enerji, belirli bir hız aralığında (80 – 30 km/sa) incelenmiştir. Hareket halindeki araca etki eden aerodinamik sürtünme kaybı 80 – 30 km/sa hız aralığında 126 kW olarak belirlenmiştir. Ray-teker etkileşimi kaynaklı kayıplar ise 80 – 30 km/sa aralığında 43,6 kW olarak belirlenmiştir. Dişli çark mekanizmasında oluşan mekanik ve elektrik motoru kayıpları 10 kW olarak kabul edilmiştir. Belirlenen hız aralığında aracın sahip olduğu toplam kinetik enerji, toplam kayıp ve üretilen rejeneratif enerji miktarlarına eşitlenerek frenleme süresi hesaplanmıştır. Yapılan hesaplamalar sonucunda 80 km/sa hızdan 30 km/sa hıza düşerken elde edilen rejeneratif enerji %24,26 verimle 4.121,94 kJ olarak belirlenmiştir.

Anahtar Kelimeler

• Rejeneratif Frenleme,Enerji Verimliliği,Mekanik Sistemler,Raylı Sistemler

References

1. 1. Ceylan, H., Karaşahin M, Haldenbilen, S. 2007. Gelişmiş ve Gelişmekte Olan Ülkelerde Ulaşım : Yenilenebilir Enerjiye Karşın Enerji Azal( t )ımı, Ulaştırma Kongresi, 438–447.
2. 2. Anonim, 2006. Environment Report. London Underground, Londra.
3. 3. Kılıç, B., Tuna, S., Yağcıtekin, B., Temiz, M.S. 2011. DC Raylı Sistemlerde Frenleme Enerjisi Geri Kazanımı, Elektrikli Ulaşım Sistemleri, Eskişehir, Bursa.
4. 4. Açıkbaş, S., Alataş, A., İstanbul Ulaşım A.Ş. 2006. Raylı Sistemlerde Enerji Verimli Sürüş ve Frenleme Enerjisinin Geri Kazanılması, Dünya Enerji Konseyi Türk Milli Komitesi TÜRKİYE 10. ENERJİ KONGRESİ, İstanbul, 237–245.
5. 5. Öztürk, M.M., Akbayır, Ö. 2018. Demiryolu Araçlarının Enerji Verimliliği.
6. 6. Bacak, S., Gökoğlu, M., Tekir, M., Gedik, E. 2016. Yüksek Hızlı Bir Trenin Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği ile Aerodinamik Analizi, 3. Uluslararası Raylı Sistemler Mühendisliği Sempozyumu (ISERSE’16), Karabük.
7. 7. Akbayır, Ö., Çakır, F.H. 2017. Enerji Verimliliği İçin Tren Direnci Formüllerinin Karşılaştırılması, Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 126: 112–126.
8. 8. Şimşek, A.E. 2008. Elektrikli Raylı Sistemlerin İncelenmesi ve Kent İçi Raylı Ulaşım Sistemlerinde Enerji Kalitesi ve Geri Kazanımı. Yıldız Teknik Üniversitesi, Elektrik Mühendisliği, İstanbul.

9. 9. Türk, O. 2017. Elektrikli Bir Taşıtta Rejeneratif Fren Sistemi Etkinliğinin Analizi.Gazi Üniversitesi, Otomotiv Mühendisliği, Lisans Tezi, Ankara.
10. 10. Abdallah, T. 2017. Sustainable Mass Transit: Challenges and Opportunities in Urban Public Transportation, Elsevier, New York, USA,