HAFİF RAYLI SİSTEM ARACINA HİBRİT BİR SİSTEM ENTEGRE EDİLMESİNİN SİSTEM PARAMETRELERİ ÜZERİNE ETKİLERİ

Elden G., Tanşu A.

Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, cilt.6, sa.2, ss.278-297, 2019 (Hakemli Dergi)

Özet

Bu çalışmanın amacı, hafif raylı hibrit sistem aracında araç tarafından talep edilen akımın, yakıt hücresi modülü çıkış geriliminin, anlık hidrojen tüketim miktarının, batarya çıkış geriliminin ve batarya şarj durumunun zamanla değişimini incelemektir. Hibrit sistem Proton Elektrolit Membranlı yakıt hücresi modülü ve Lityum-İyon batarya modülünden oluşmaktadır. Bu amacı gerçekleştirmek için, Kayseri ilinde bulunan hafif raylı sistem hattının sadece beş istasyonluk güzergahı pilot bölge olarak seçilip iki ayrı durumun incelendiği hibrit sistemler tasarlandı. Durum 1, raylı sistem aracının yakıt hücresi modülü ile tahrik edildiği, frenleme esnasında çıkan rejeneratif akımın batarya modülünde depolandığı ve bu depolanan enerjinin yardımcı sistemlerde kullanıldığı durumdur. Durum 2 ise aracın Lityum-İyon batarya modülü ile tahrik edildiği ve yakıt hücresi modülünün sadece batarya modülünü şarj etmek için kullanıldığı durumdur. Bu iki durum için matematiksel modeller oluşturuldu ve bu modeller MATLAB/Simulink programında kodlanarak çözümler gerçekleştirildi. Elde edilen sonuçlara göre, Durum 2'nin Durum 1'e göre anlık talep edilen akıma hızlı cevap verdiği ve hidrojen tüketimi açısından daha tercih edilebilir olduğu görüldü. 

The aim of this study is to examine the changing of current demanded by the vehicle, fuel cell output voltage, instantaneous hydrogen consumption, battery output voltage and battery charge status with time in the light rail hybrid vehicle. The hybrid vehicle consists of a Proton Exchange Membrane fuel cell module and a Lithium-Ion battery module. In order to realize this aim, only five stations route of the light rail line in Kayseri was chosen as pilot region and hybrid systems designed to examine two different cases. Case 1 is where the rail vehicle is driven by the fuel cell module, the regenerative current generated during braking is stored in the battery module and this stored energy is used in auxiliary systems. Case 2 is where the vehicle is driven by a Lithium-Ion battery module and the fuel cell module is only used to charge the battery module. Mathematical models were derived for these two cases and these models were coded in MATLAB / Simulink program and solutions were realized. According to the results, it is seen that Case 2 is more preferable in terms of responding to the instantaneous demand current according to Case 1 and in terms of hydrogen consumption.