Hafif kara taşıtlarında güneş enerjisi kullanımının araç tasarımı ve malzeme seçimi üzerine etkileri

Tanıl ÖZKAN,Mehmet Z. BAYKARA,İlker ULUTAŞ,Alkın ALKAN,Anıl GÜROL,Mahmut A. SAVAŞ

Özet

Güneş enerjisinin kara taşıtlarında ana enerji kaynağı olarak önemi ve kullanımı gün geçtikçe artmaktadır. Dünya üzerindeki fosil yakıt rezervlerinin hızla azalması, öngörülebilir gelecekte bu eğilimi şüphesiz daha da artıracaktır. Alternatif kara taşıtlarında ana enerji kaynağı olarak kullanılmakta olan fotovoltaik güneş pilleri, nispeten düşük verimlilikleri ile esneklik ve kırılganlık gibi mekanik özellikleriyle, araç tasarımı ve malzeme seçimi üzerinde kısıtlayıcı etkiler yaratmaktadır. Bunların en dikkat çekici olanları; pillerin azami enerji absorbsiyonunu sağlamak amacıyla en kompakt ve uygun şekilde araç gövdesine yerleştirilme zorunlulukları, zaten sınırlı olan araç gücünün en etkin şekilde kullanılması amacıyla hafif malzeme seçimi ve bu seçimin tasarım ve sürücü güvenliği üzerine etkileridir. Söz konusu etkiler ve sonuçları, TÜBİTAK tarafından ilk kez düzenlenen ve 30 Ağustos 2005 te İstanbul Formula 1 pistinde gerçekleştirilecek olan "Formula G" - Güneş Enerjili Otomobil Yarışları organizasyonuna katılım amacıyla, Boğaziçi Üniversitesi dahilinde bilgisayar ortamında tasarlanan model bir araca uygulanan simülasyonlar yardımıyla tarafımızdan incelenmiştir. On araştırma sonuçları, ticari otomotiv sektöründe kullanılan malzeme ve tasarım özelliklerinin güneş enerjisiyle çalışan kara taşıtlarına uygun olmadığını ve alternatif yaklaşımların geliştirilmesi gerektiğini göstermektedir.

Abstract

The use of solar energy as the main energy source for land-based vehicles is an idea which is becoming increasingly important in the world of today. The depletion of oil reserves worldwide would definitely strengthen this trend m the fu~ lure. Folovoltaic cells used in alternative land-based vehicles as the main source of power are imposing many constannts on vehicle design and materials selection due to their relaively low efficiencies and their poor mechanical properties. The most prominent issues related to these concerns are the following : The optimum placement of cells on the vehicle body to ensure maximum energy absorption, light materials selection due to the relatively low amount of power produced by the cells and the effects of this selection on vehicle design and driver safety. In the presentwork, the mentioned issues and their effects are studied by applying computer simulations on a model vehicle created in Boğaziçi University as part of the preparations for the "Formula G - Solar Cars" race organized by TÜBİTAK (The Scientific and Technological Research Council of Turkey). Research results indicate that design and materials approaches used by the commercial automotive industry are not appropriate for solar land-based vehicles and that alternative approaches should be developed.