KaydedilenlerDerginizi ekleyin

Dergiler / Politeknik Dergisi / 2026 / Cilt: 29 Sayı: 5

Mesai Saatlerinde Güneş Altında Park Eden Otomobiller İçin Güneş Destekli Klima Sisteminin Modellenmesi

Modelling a Solar-Assisted Air Conditioning System for Automobiles Parked Under Sunlight During Office Hours

Muyideen Olalekan Lawal(Osun State University)0000-0001-8705-0569
Olajide Michael(Osun State university)0009-0005-1213-4131
Emmanuel Umoh(Transmission company of Nigeria)0009-0005-6290-7112
Sarafa Rasheed(Adeleke University)0009-0009-9290-5619
Sayfa
1–20
Yayın Tarihi
2026-09-21
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Simülasyon sonuçları, tahmini çalışma sürelerini sedan için 2,63 saat, minivan için 2,42 saat ve SUV ile van için 2,10 saat olarak göstermektedir.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Tropikal bölgelerde çalışan kişiler için, mesai saatleri boyunca doğrudan güneş ışığı altında park edilen araçların kabin sıcaklığı aşırı derecede yükselmekte, bu durum eve dönüş yolculuğu öncesinde klimanın (A/C) kullanılmasını zorunlu hale getirmekte ve yakıt tüketiminin artmasına veya elektrikli araç menzilinin azalmasına neden olmaktadır.
📊
Temel Bulgular & Veri:Güneybatı Nijerya için bir üst sınır senaryosunu temsil eden 4,5 tepe güneş saati ile tipik bir iş günü park koşulu altında, PV dizisi yardımcı bataryayı %20 doluluk oranından %98-99 seviyesine şarj ederek 1.944-2.916 Wh kullanılabilir enerji elde etmiştir.
💡
Sonuç & Katkı:Simülasyon sonuçları, tahmini çalışma sürelerini sedan için 2,63 saat, minivan için 2,42 saat ve SUV ile van için 2,10 saat olarak göstermektedir.
🔬Tür:Modelleme & Sayısal Simülasyon
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Batarya · Soğutma · Enerji

Özet

Tropikal bölgelerde çalışan kişiler için, mesai saatleri boyunca doğrudan güneş ışığı altında park edilen araçların kabin sıcaklığı aşırı derecede yükselmekte, bu durum eve dönüş yolculuğu öncesinde klimanın (A/C) kullanılmasını zorunlu hale getirmekte ve yakıt tüketiminin artmasına veya elektrikli araç menzilinin azalmasına neden olmaktadır. Bu çalışma, sonradan takılan güneş enerjili bir yardımcı enerji depolama ünitesinin bir iş günü boyunca, iş çıkışı yolculuğu süresince klima operasyonunu sürdürmek için yeterli enerjiyi toplayıp toplayamayacağını araştırmaktadır. Fotovoltaik enerji hasadı, MPPT, DA-DA dönüşümü, LiFePO₄ batarya depolama ve geçici A/C yük dinamiğini entegre eden bir MATLAB/Simulink modeli, sedan, SUV, minivan ve van kategorileri için geliştirilmiştir. Güneybatı Nijerya için bir üst sınır senaryosunu temsil eden 4,5 tepe güneş saati ile tipik bir iş günü park koşulu altında, PV dizisi yardımcı bataryayı %20 doluluk oranından %98-99 seviyesine şarj ederek 1.944-2.916 Wh kullanılabilir enerji elde etmiştir. Simülasyon sonuçları, tahmini çalışma sürelerini sedan için 2,63 saat, minivan için 2,42 saat ve SUV ile van için 2,10 saat olarak göstermektedir. Bu sonuçlar, güneş destekli bir yardımcı sistemin, performansı yolculuk süresine, mevcut güneş ışınımına, ortam sıcaklığına ve kompresör verimliliğine bağlı olmak kaydıyla, motor veya ana tahrik bataryasından bağımsız olarak kabin soğutmasını sürdürebileceğini göstermektedir.

Abstract

For workers in tropical regions, vehicles parked under direct sunlight during office hours develop extremely hot cabin conditions, necessitating the use of air conditioning (A/C) prior to the commute home and resulting in increased fuel consumption or reduced electric vehicle range. This study investigates whether a retrofitted solar-powered auxiliary energy storage unit can harvest sufficient energy during a workday to sustain A/C operation throughout the post-work commute. A MATLAB/Simulink model integrating photovoltaic harvesting, MPPT, DC-DC conversion, LiFePO₄ battery storage, and transient A/C load dynamics was developed for sedan, SUV, minivan, and van categories. Under typical workday parking conditions with 4.5 peak sun hours, representing an upper-bound scenario for Southwest Nigeria, the PV array charged the auxiliary battery from 20% to 98–99% state of charge, yielding 1,944–2,916 Wh of usable energy. Simulation results indicate estimated runtimes of 2.63 h (sedan), 2.42 h (minivan), and 2.10 h (SUV and van). These results suggest that a solar-assisted auxiliary system may sustain cabin cooling independently of the engine or primary traction battery, with performance depending on commute duration, prevailing solar irradiance, ambient temperature, and compressor efficiency.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

Lawal, M. O., Michael, O., Umoh, E., Rasheed, S. (2026). Mesai Saatlerinde Güneş Altında Park Eden Otomobiller İçin Güneş Destekli Klima Sisteminin Modellenmesi. Politeknik Dergisi, Cilt: 29 Sayı: 5, 1–20. https://doi.org/10.2339/politeknik.1854132

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (28)

  1. Lohse-Busch H., Duoba M.J., Rask E., et al., "Ambient temperature (20°F, 72°F and 95°F) impact on fuel and energy consumption for several conventional vehicles, hybrid and plug-in hybrid electric vehicles and battery electric vehicle", SAE Technical Paper, 2013-01-1462, (2013).
  2. Olisa S.C., Asiegbu N.C., Anoliefo E.C., Oparaku O.U. and Iloanusi O.N., "Experimental study of the cabin temperature of a parked vehicle under scorching sunlight in Nsukka, Nigeria", International Journal of Engineering and Technology, 11(6): 1-12, (2019).
  3. Matsushita S., Araki K., Ota Y. and Nishioka K., "Evaluation of incident light characteristics for vehicle-integrated photovoltaics installed on roofs and hoods across all types of vehicles: a case study of commercial passenger vehicles", Applied Sciences, 15(15): 8702, (2025).
  4. Ranaweera W.M.M.S., Nadhira K.F., Rathnayake R.P.L., et al., "Feasibility evaluation of a solar-powered automobile air-conditioning system", IEEE International Conference on Industrial and Information Technology Research (ICITR), (2019).
  5. Ibrahim N.I., Al-Sulaiman F.A. and Ani F.N., "Performance characteristics of a solar driven lithium bromide-water absorption chiller integrated with absorption energy storage", Energy Conversion and Management, 150: 188-200, (2017).
  6. Alkan A. and Hosoz M., "Comparative performance of an automotive air conditioning system using fixed and variable capacity compressors", International Journal of Refrigeration, 33(3): 487-495, (2010).
  7. Sukarno R., Premono A., Gunawan Y. and Wiyono A., "Experimental study of thermoelectric cooling system for a parked car with solar energy", Journal of Physics: Conference Series, 2596(1): 012052, (2023).
  8. Saâd I., Maalej S. and Zaghdoudi M.C., "Performance of a hybrid solar PV-grid-powered domestic air conditioner", 20th International Multi-Conference on Systems, Signals & Devices (SSD), 1-6, (2023).
  9. Chen E., Chen J., Jia T., et al., "A solar-assisted hybrid air-cooled adiabatic absorption and vapor compression air conditioning system", Energy Conversion and Management, 250: 114926, (2021).
  10. Al-Okbi A.K. and Vankov Y.V., "Vapor compression air conditioning system with solar heat collector", Power Engineering: Research, Equipment, Technology, 25(5): 101-114, (2024).
  11. Nagareddy S., Subramanyam R., Govindarasu V. and Neelakandan V., "Model order reduction of vehicle air conditioning loop with neural networks", Engineering Perspective, 6(1): 33-42, (2026).
  12. Kurtulmuş N., "Energy and exergy analysis of a vapor absorption refrigeration system in an intercity bus application", Thermal Science and Engineering Progress, 5(4): 355-371, (2019).
  13. Gülhan S.F., Aksoy M.H., Göktepeli İ. and İspir M., "Performance enhancement of air conditioning systems for agricultural vehicles by using an integrated condenser-receiver/filter/drier design", International Journal of Automotive Engineering and Technology, 14(4): 268-277, (2025).
  14. Adeniji N., Akinpelu J., Adeniji J. and Adeola S., "Estimation of global solar radiation, sunshine hour distribution and clearness index in three geopolitical regions of Southern Nigeria", Jordan Journal of Earth and Environmental Sciences, 10(2): 97-103, (2019).
  15. Julius K.A. and Balogun R.A., "Characteristics and distribution of some radiation parameters over Nigeria", European Journal of Environment and Earth Sciences, 3(4): 32-40, (2022).
  16. Emetere M.E., Emetere J.M. and Dania O.E., "Modified Ångström solar radiation model for Lagos Nigeria", IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 331: 012054, (2019).
  17. Yusuf A., Bolarinwa H.S., Animasahun L.O. and Babatunde Y., "Analysis of experimental solar radiation data for Osogbo, Nigeria", Fountain Journal of Natural and Applied Sciences, 8(1), (2019).
  18. Zhang Q., Meng Y., Greiner C., Soto C.A., Schwartz W. and Jennings M., "Air conditioning system performance and vehicle fuel economy trade-offs for a hybrid electric vehicle", SAE Technical Paper, 2017-01-0171, (2017).
  19. Muriban J., Mamat R., Prayogo G.S. and Jamlos M.F., "Development of an energy-efficient hybrid electric vehicle air-conditioning system test rig coupled with nanolubricant", Journal of Mechanical Engineering and Sciences, 19(1): 10530-10543, (2025).
  20. Chan W.W., Yeung Y.P.B., Cheng K.W.E., Lam C.Y., Choi W.F. and Ng T.W., "Automobile hybrid air conditioning technology", 3rd International Conference on Power Electronics Systems and Applications (PESA), Hong Kong, 1-5, (2009).
  21. Zhang Y.F., Wyon D.P., Fang L. and Melikov A.K., "The influence of heated or cooled seats on the acceptable ambient temperature range", Ergonomics, 50(4): 586-600, (2007).
  22. ASHRAE, "ANSI/ASHRAE Standard 55-2020: Thermal Environmental Conditions for Human Occupancy", American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, Atlanta, (2020).
  23. Chiu C.C., Tsai N.C. and Lin C.C., "Construction of thermodynamic model and temperature regulation by near-LQR for electric vehicle", International Journal of Thermal Sciences, 81: 106-117, (2014).
  24. ASHRAE, "2017 ASHRAE Handbook - Fundamentals, Chapter 9: Thermal Comfort", American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, Atlanta, (2017).
  25. Shin Y., Kim T., Lee A. and Cho H., "Performance characteristics of automobile air conditioning using the R134a/R1234yf mixture", Entropy, 22(1): 4, (2020).
  26. Hussein H.A. and Aljubury I.I., "Estimating thermal loads for a parked car cabin under solar exposure", AIP Conference Proceedings, 2651(1): 050006, (2023).
  27. Muhammad A.H., Fauzan, Al Hakiem F.Z., Kim H., Park S.H. and Chang Y.S., "Design and performance evaluation of car seat heat pump for electric vehicles", Energies, 18(23): 6197, (2025).
  28. Kim J.Y., Kim G.T., Kim J., Jeong H., Park J. and Kim T., "The effect of a dual condensing system on the driving range for battery electric vehicles", Case Studies in Thermal Engineering, 54: 103913, (2024).