REJENERATÖRLÜ MENZİL ARTTIRICI MİKRO GAZ TÜRBİNİ MODELLENMESİ VE PERFORMANS SİMÜLASYONU
Öz
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
Anahtar Kelimeler
- Mikro gaz türbini
- Menzil arttırıcılı elektrikli araçlar
- Simcenter Amesim
- Rejeneratör
- Brayton çevrimi
Teşekkür
Kaynakça
- 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
Ayrıntılar
Birincil Dil
Türkçe
Konular
Otomotiv Mühendisliği (Diğer)
Bölüm
Araştırma Makalesi
Yazarlar
Harun Güçlü
*
0000-0002-5679-313X
Türkiye
Yayımlanma Tarihi
4 Ağustos 2026
Gönderilme Tarihi
5 Mart 2026
Kabul Tarihi
15 Mayıs 2026
Yayımlandığı Sayı
Yıl 2026 Cilt: 31 Sayı: 2