Süperkapasitör+Fuel Cell yardım!

[kaangunay]

Merhaba arkadaşlar, forumu dolaştıktan sonra üye oldum ve bir konuda yardıma ihtiyacım var.

Hidrojen arabası projemizde fuell cell aracılığıyla elektrik üretiyoruz. Elde ettiğimiz elektrik enerjisini motor kontrol sisteminde düzenleyip motora aktarıyoruz. Ancak bu şekilde aşağıda anlattığım sebepten ötürü randıman alamıyoruz.

Bilindiği üzere hidrojenden Fuel Cell aracılığıyla elektrik enerjisi üretirken akımda dalgalanmalar oluyor. Bu durumu test etmek için TÜBİTAK MAM Enerji Merkezine gittik ve yük altında 44V ile 0V arasında düzensiz bir akım elde ettik. Bunun üzerine biz de akımı direkt olarak motor kontrol sistemine vermek yerine süperkapasitör üzerinde toplayıp düzenledikten sonra devreye girişini sağlamak için araştırmalara başladık.

http://www.digitalequilibrium.com/docs/9v_capacitor_battery.pdf

Yukarıda paylaştığım linkte 4-12V input 9V output bir süperkapasitör devresi var. Bu devreyi 44Vmax input 24V output olarak nasıl modifiye edebilirim?

Batarya mantığıyla düşünürsek aynı devreden 3 tane seri bağlasam sorunu çözebilir miyim?

İlgilenen arkadaşlara şimdiden teşekkür ederim.

 

[ISMAILY]

Verdiğiniz devre 20 sn de şarj olabilen bir 9V luk pil devresi.. Devrede Kullanılan kapaitör 2.3V luk. Devrenin girişinde kullanılan lm317 girişi bu değere düşürüyor. Aradaki voltaj farkı da ısıya dönüşüyor. Verimliliği çok düşük..

Benzer mantıkla kapasitör yerine bir akü kullanılabilir. Yada kapasitörleri seri bağlayarak kapasitenin voltajı uygun bir değere yükseltilebilir. Ama bu seri bağlı durumda kapasite değerinde de düşme olur.

Modifye için öncelikle akım değerini bilmek gerekir. Girişe buck-boost bir devre ve çıkıştada aku-kapasite voltajına göre yine switch mode buck veya boost bir devre yapısı işinizi görebilir.
Eğer bu deneysel bir şey değilse veya verimlilik de önemli ise kitabına uygun bir tasarım gerekir. Ki sanırım sizi aşar. Profesyonel yardım almanızı öneririm..

 

[kaangunay]

Teşekkür ederim kardeşim, aslen makina mühendiliği öğrencisiyim hobi olarak elektronikle uğraşıyorum ama okulda şu anda elektronikten anlayan çoğu kişi tatilde olduğu için iş bana kaldı. Profesyonel yardım almam daha doğru olur sanırım.

 

[cncarastirma]

Selamun Aleyküm
Konuda uzman olmayarak acizane yazmak istedim. Projeniz hobi veya kendi aranızda çalışma ise profesyonel ticari yardımda kayba uğrayabilirsiniz, yaptırsanız da iyi araştırın.

Elektronik olarak sorununuzu çözebilen arkadaşların bu forumda olması gerekir.

Bahsettiğiniz gibi elektronik devreyi batarya gibi seri..paralel bağlamanız uygun olmayabilir.
Elektriği aküde toplayabilirsiniz. Seri bağlı üç akü 36 volt kapasiteye sahip olur. Nasılsa aracı elektrik motoru çalıştırıyorsa gerilime göre motor ayarlayabilirsiniz. Bu üçlü akü iki dizi olur. Bir dizi şarz anında iken diğeri motoru sürebilir. Bu tip basit yaklaşımlardan başka uzman arkadaşlar size çözüm de sunabilir.
Bu arada hidrojeni içten yanmalı bir motorda yakmak daha uygun olmuyor mu?
Proje detayları, tasarım esasları hakkında bilgi verirseniz faydalı olur.
Başarılar dileriz.

 

[kaangunay]

Aleyküm selam kadeşim,
Aracımız bu sene Hollanda'da yapılan Shell Eco Marathon'a katılacak. Kategorimiz saf hidrojen yani yakıttan enerji elde etmek için sadece Fuel Cell kullanmamıza izin veriliyor,ayrıca yarış kurallarında aküden motora verim sağlamak yasaklanmış durumda.

Motor Kontrol Elemanı olarak Maxon 4-Q DC Servoamplifier ADS 50/10 kullanıyoruz. Bu cihaz 24 Volt ve 10 amper devamlı akım istiyor. Bu elemanı potlarla tasarladığımız elektronik şanzımanla destekliyoruz. Motor olarak Maxon 370354 DC motor kullanıyoruz, motor 200Watt ve nominal voltajı 24 Volt.

Fuel Cell olarak MES Dea 1.0 dan besleme yapıyoruz. Kullanım klavuzunda her ne kadar 1kW olarak yazılsa da maksimum güç olarak 600 650 Watt alabiliyoruz. Fuel Cell den çıkan gerilim düzensiz olduğu için kapasitör devresi tasarlamayı uygun gördük, bunun üzerine çalışma yapıyoruz.

Son olarak başarı dilekleriniz için çok teşekkür ederim.

 

[cncarastirma]

Rica ederiz; başarı için atılan adımlara hürmet ederiz.

Bahsettiğiniz konuda forumda bilgi sahibi ve yol gsterebilir hatta gerekli devreyi uygulayabilir birçok kimse bulunur diye düşünüyorum. Bu kişilerin sizin konunuzla ilgilenmesi gerekir ve sizin de mümkün olan detaylarını ifade etmeniz gerekir.
Bu tip yarışlarda;bahsettiğiniz sistemler ve diğer teşkilat direk sonucu belirleyebilir. Çünkü küçük değişimler direk gücü arttırmakta.
Bu Fuel Cell e hidrojen gazı mı dolduruyorsunuz?

Ne kadar yakıt harcadığınız, bu deponun ısınma durumu ve daha önemlisi sizin enerji zamanınız boyunca gerilim akım karakteristikleri gerekli. Belki istediğiniz gibi bir devre tasarlanabilir ama en yüksek verimliliği alabilmek için en uygun tasarımı yapmak gerekir. Kodlarını yazdığınız ekipmanların her tip karakteristiği de buradan verilebilir.

Motor elektronik şanzuman seçimleriniz de kural gereği midir bilmiyorum. Bunlar da ele alınabilir. Devreler kendi içinde el alındığı gibi tümüyle birbirine uygunluk açısından da ele alınıp gerekli uyarlamalar yapılmalıdır..

Profesyonel yardımdan bahsedilmişti. İnşAllah(c.c.) buradan ulaşırsınız. Sizin verdiğiniz detaylı bilgiler bu konuda önem arz ettiği gibi, firmaların ürettiği fuel cell li ticari araçlar da sistemleri ile buralarda ortaya konabilir. Çünkü uzman bir arkadaşımız bu tip bir geliştirilmiş bir araçtan esinlenerek size farklı çözümler sunabilir tabi siz de o tip araçları araştırıken öğrenmiş olursunuz.

Çukurova Üniversitesi midir diye düşündüm bu arada. tabi orada yeni açılan Otomotiv Müh. bölümünün alanına girerdi.

Bu arada geliştirme vb denince aşşağıdaki konulara da sizleri ve tüm takip edenleri davet ederim.

https://www.kontrolkalemi.com/forum/konu/türk-enteljansiyası.66851/
https://www.kontrolkalemi.com/forum/konu/mekanik-zeka.66576/

Hayırlı akşamlar.

 

[kaangunay]

İyi dilekleriniz için teşekkür ederim. İnşallah Allah'ın izniyle bu sene derecemizi artıracağız. Okulumuzda da bu teknolojiden anlayan hocalar mevcut ama maalesef bizi aylarca oyaladılar. Şu an için süremiz kısıtlı 2 haftadan daha az bir süremiz var aracı bitirmek için. Şu andaelektronik devre hariç her şey hazır gibi.


Sizin de söylediğiniz gibi herhangi bir devre değil de optimum devreyi tasarlayabilmek için Fuel Cell'in (resimdeki cihazla aynı bu arada) verimlilik grafiklerini ve tüm elemanların çalışma voltajlarını çıkarttık. Bugün bir tanıdığımızın arkadaşı yardım edebileceğini söyledi. Superkapasitörler ile UPS yapıyormuş kendisi. İnşallah bu işi bugün çözeriz.

 

[cncarastirma]

Sayın Kaangunay

İnşAllah(c.c.) Hayırlı sonuçlar alırsınız. Yalnız "derece"nizi yükseltmeyi düşünürseniz belki sadece derecenizi yükseltirsiniz. Dereceyi bir tarafa bırakıp başı çekmeyi düşünmelisiniz.

Elektronik için uzmanların bulunduğu bir sitedesiniz. Burada belki site sorumlularına da durumu iletirseniz, size yardımcı olabilen veya fikir verebilenler konuya yoğunlaşabilir. Bir kısım devreler paylaşılabilir ve yanında devrenin çizilemediği durumlarda belki verimlilik vb durumları değerlendiriler. Sizin bahsettiğiniz gerilim akım.kapasite bilgilerini bu uzmanlarla paylaşmanız onları konuya dahil edebilir. Bir kısım uzman arkadaş belki konuyu basit görüp değerlendirmiyordur.

Elektronik ile beraber mekanik kısmı da değerlendirilince size yarışması kalır ki o konuda da bakarsınız çok olumlu yaklaşımlara muhattap olursunuz. Mesela pilot arkadaşınız nasıl hazırlanıyor yarışa? Araç nasıl kullanılıyor? Siz hızını yarışta devamlı değiştiriyor musunuz yoksa devamlı maksimum güçte mi çalışıyor? Aracınızı denemeyi düşünüyor musunuz?

Elektronik şanzumandan bahsetmiştiniz. İnvertör vb bir devredir belki. Bu tip kısımda belki ani hızlanmanın gerektiği yerde kısa süre güç ünitesi gibi elemanlar eklenebilir.

En önemli ekipmanınız Fuel Cell gibi duruyor. Bu ekipmanın gazı elektriğe dönüştürme kapasitesi nelerden etkileniyodur? Hidrojenin diğer maddeler arasaından geçerek Oksijen tarafına geçmesiyle elektrik üretiliyor gibi görünüyor. Burada ara elemanların geçirgenliği çok önemli. Acaba acil durumlarda bu kısımlarda veya elektrik hattında polarize/gerilim farkı oluşturmak geçişi hızlandırır mı? Biz soruyoruz ama üreticilerde ve araştırmacılarda bu soruların cevabı zaten vardır. Bu bilgilere ulaşmaya çalışmanız lazım.

Tabi taktikler herşeyde değişiklik yaptırabilir. Yarışa belirli yakıtla başlayacaksınızdır. Çok açık ki; FuelCell verimliliği en baş etken..Yarışırken yarışı bitirememe veya geri sıralara kalmama için belki sona doğru bir miktar yakıt ayırma düşüncesi olur. Yalnız sona gelindiğinde Fuel Cell tüm yakıtı elektriğe dönüştüremezse vb sebeplerle yarış bitince de elinizde yakıt kalmış olur. Ve kısa zamanda yoğun elektrik üretilse de motor bunu vermli kullanamamış olur. Bu durumda hesabınızı ve taktiğinizi çok iyi yaparak; sona yakıt bırakmak yerine elektronik devrenizde bir miktar enerji depolayabilirsiniz. Yakıtı tam olarak bitirme imkanı sunan bu taktik ile son anda yüksek bir öne geçme imkanı ele geçer. Tabi taktikleri iyi kurmanız gerekir ama son anlar çok önemlidir. Bu depo enerji halinde son anda öne geçmekten ziyade yarış anında da enerjiyi rahat kullanma imkanıyla önde olabilirsiniz. Ama son anda yakıt kalmaması yani tüm yakıtı kullanabilmiş olmanız bir kapasite artışı olacaktır.

Elektronik devrelerdeki verimlilik ile beraber tesisat kablo kalınlıkları dahi enerji kullanımına etki edecektir. Normalden kalın kablo kablo direncini azaltacaktır. Tabi gümüşün iyi iletkenliğini söylemeye gerek yok.

İyi hazırlandığınızda bu yarışı kazanmak alelade bir iş olacaktır. Buradan paylaşmakta tereddüt edebildiğiniz bilgiler malumdur ki birçok yerde bilinir ve temel olarak da uygulanır. Geliştirmek için engel olabilen herşeyi kaldırmak lazım aradan.

Güzel tartışmalar dileğiyle esen kalın.

 

[kaangunay]

Bu arada sunu da belirtmeliyim yarışın amacı hız değil verimlilik. Yapacağımız testlerle en verimli hızı bulup oraya sabitlemeye çalışacağız. Fuel Cell en verimli 600watt ta çalışıyor. Sistemi ona göre kurmaya çalışıyoruz. Sizin de belirttiğiniz gibi kablo tesisatı önemli ve biz bu konuda eksiğiz onu düzeltmemiz lazım. Şoför için de öncelikle karting arabasında kontrol testi yapacağız. Aracımız prototip olduğu için kullanımları çok benzer. Daha sonrasında ise araç bitiminde bir daha deneme yapacağız. O konu çok önemli çünkü ani bir frende veya dönüşteki hatada kayıp fazla olur.
Proje hakkında bilgi vermekten çekinmem, ilgilenen herkes mesaj atabilir bilgilerimizi paylaşarak yeni seyler öğrenebiliriz. Zaten burada amac bizim de bilim ve teknolojiden anladığımızı Avrupa'ya göstermek.

 

[cncarastirma]

Sayın Kaangünay
Size bahsettiğim ve sizin de bahsettiğiniz bilgilerin buraya yazılması beklenir. Uzmanlar gördükçe konu ilgilerini çekmese de değerli fikirlerini sunabilirler. Grafikler aerodinamik yapı vb tasarım durumları konuşulmalı. Mesela size yeter asgari mukavemeti mi yaptınız yoksa aerodinamik tasarım mı yaptınız? Düşük hızlarda aerodinamizm önemini yitirebilir ama ağırlığın sürtünme ve ivmelenmedeki kayıp önemi devam arzeder.
Bu yarışta kat edilen maksimum yol mu ölçülüyor? Yarış hakkında da bilgi edinmek ufkumuzu genişletir.
Sizde oluşmuş olan her tip bilgi, hesap bir rapor gibi buradan sunulursa olumlu, olumsuz, yetkin ve yetersiz yorumlar nihayetinde projenizin nereye oturduğunu anlarsınız. Mesela deneme sürüşleri için bir alanınız var mı? Deneme sürüşleri için demirden mi prototipiniz var yoksa hiç mi yok?
Bu arada Avrupa bizim hakkında yeterli bilgiye sahptir; gerçeği ifade edebilmek her zaman kolay olmayabilir.
Güzel tartışmalar dileğiyle esen kalın.