REJENERATÖRLÜ MENZİL ARTTIRICI MİKRO GAZ TÜRBİNİ MODELLENMESİ VE PERFORMANS SİMÜLASYONU
Abstract
Elektrikli araçların (EA) menzil sınırlamalarını aşmak amacıyla kullanılan mikro gaz türbinli (MGT) menzil arttırıcılar yüksek güç-ağırlık oranı, kompakt yapı, yakıt esnekliği ve bakım maliyeti avantajları ile öne çıkmaktadır. Bu çalışmada, menzil uzatıcı olarak tasarlanan basit ve rejenerasyonlu Brayton çevrimlerinin termodinamik performansı ve CO2 emisyonları incelenmiştir. Çevrimlerin dinamik sistem tepkilerini değerlendirmek üzere kapalı döngü PID (Oransal-İntegral-Türev) kontrol algoritmaları kullanılarak Simcenter Amesim ortamında metan yakıtlı mikro gaz türbinleri 1-Boyutlu olarak modellenmiştir. Simülasyonlar, 30 000 ila 100 000 d/dk geniş bir şaft hızı aralığında, farklı türbin giriş sıcaklıklarında (TGS: 100K, 1100K ve 1275 K) ve rejenerasyonlu çevrim için ise 0.85'lik reküperatör etkenlik değerleri kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Simülasyon sonuçları, basit çevrime reküperatör eklentisinin termal verimi, 1275 K TGS değerinde %23.6’den %35 seviyelerine çıkardığını göstermiştir. Modellenen rejenerasyonlu mikro gaz türbininde, 1275 K TGS ve 90 000 d/dk çalışma şartlarında, 146.14 kW net güç, 205 g/kWh'lik minimum özgül yakıt tüketimi (ÖYT) ve 562.31 g/kWh özgül CO2 emisyon salınım değerlerine ulaşılmıştır. Yapılan bu çalışma, rejenerasyonlu mikro gaz türbinlerinin düşük çevresel etkisiyle birlikte, verimli bir menzil arttırıcı olduğunu göstermiştir
Keywords
- Mikro gaz türbini
- Menzil arttırıcılı elektrikli araçlar
- Simcenter Amesim
- Rejeneratör
- Brayton çevrimi
Thanks
References
- Banihabib, R., Lingstadt, T., Wersland, M., Kutne, P. ve Assadi. (2024) Development and testing of a 100 kW fuel-flexible micro gas türbine running on 100% hydrogen, International Journal of Hydrogen Energy, 49, 92-111. doi: 10.1016/j.ijhydene.2023.06.317
- Çengel, Y. A. ve Boles, M. A. (2011) Thermodynamics: An engineering Approach seventh edition in SI units, McGraw-Hill, New York.
- Duan, J., Fan, S., An, Q., Sun, L. ve Wang, G. (2017) A comparison of micro gas turbine operation modes for optimal efficiency based on a nonlinear model, Energy, 134, 400-411. doi: 10.1016/j.energy.2017.06.035
- Gaitanis, A., Heylen, M., Mullender, S. ve Paepe, W. (2026) Dynamic modeling and experimental insights in a 10 kWe micro gas turbine prototype: experimental validation and testing, Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, 148(7), 071011. doi: 10.1115/1.4070464
- Ji, F., Zhang, X., Du, F., Ding, S., Zhao, Y., Xu, Z., Wang, Y. ve Zhou, Y. (2020) Experimental and numerical investigation on micro gas turbine as a range, Applied Thermal Engineering, 173, 115236. doi: 10.1016/j.applthermaleng.2020.115236
- Karvountzis-Kontakiotis, A., Andwari, A. M., Pesyridis, A., Russo, S., Tuccillo, R. ve Esfahanian, V. (2018) Application of micro gas turbine in range-extended electric vehicles, Energy, 147, 351-361. doi: 10.1016/j.energy.2018.01.051
- Li, J. ve Li, Y. (2023) Micro gas turbine: Developments, applications, and key technologies on components, Propulsion and Power Research, 12(1), 1-43. doi: 10.1016/j.jppr.2023.01.002
- Li, M. ve Jiang, K. (2026) System-level modelling and optimisation of a recuperated micro gas turbine hybrid power system for eVTOL endurance enhancement, Energy, 344, 140162. doi: 10.1016/j.energy.2026.140162
Details
Primary Language
Turkish
Subjects
Automotive Engineering (Other)
Journal Section
Research Article
Authors
Harun Güçlü
*
0000-0002-5679-313X
Türkiye
Publication Date
August 4, 2026
Submission Date
March 5, 2026
Acceptance Date
May 15, 2026
Published in Issue
Year 2026 Volume: 31 Number: 2