Raylı Sistem Uygulamaları İçin Bir Ultra-Kapasitör Tabanlı Geri Kazanımlı Frenleme Sistemi


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, -, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2019

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: ABDULLAH TALHA MERT

Danışman: MÜSLÜM CENGİZ TAPLAMACIOĞLU

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Her geçen gün toplumların şehirlerde yaşamayı tercih etmesi sebebiyle günümüzde şehirlerin nüfusu giderek artmaktadır. Artan nüfus ve nüfus yoğunluğu pek çok soruna sebep olmaktadır. Bu sorunların en önemlilerinden biri ulaşımdır. Özellikle büyük şehirlerde sürdürülebilir kitle kent taşımacılığı bu sorunu çözmekte en önemli kaynaklarımızdan biri olmalıdır. Raylı sistemlerin yüksek güçlere ulaşmaları, trafikten etkilenmemeleri, konforlu ve yüksek yolcu kapasiteli olmaları gibi avantajları sayesinde kentsel taşımacılıkta giderek daha avantajlı olduğu anlaşılmaktadır. Günümüzde toplu kentsel ulaşım sisteminde kullanılan en önemli araçlardan biri de metrodur. Kendine ait özel bir yolu ve raylı sistem araçları bulunan, hiçbir şekilde diğer sistemler ile yolları kesişmeyen kapalı bir sistemdir. Kent metro taşımacılığı için tercih edilen enerji kaynağı ise elektriktir. Raylı ulaşım sistemlerinde hem ana enerji kaynağı hem de çekiş enerjisi kaynağı olarak kullanılan elektriği sağlamak için farklı sistemler kullanılmaktadır. Bu tez çalışmasında 750 Volt DC gerilim kullanılarak oluşturulan çıkış enerjisi ve bu enerjiye bağlı frenleme sebebiyle ortaya çıkan rejeneratif enerjinin meydana gelmesinden bahsedilecektir. Buna bağlı olarak, raylı sistemlerde istasyon içerisindeki elektrik ekipmanlarından enerji iletim sistemlerine ve buradan da motorlarda frenleme gerçekleşinceye kadar izlenen yol ve bu süreçte enerjinin rejeneratif enerjiye dönüşümü Ankara Metrosunda kullanılmakta olan metro araçlarındaki motorlarda anlatılacaktır. Rejeneratif frenleme, elektrik motorunun frenleme sırasında elektrik üretmesini sağlayan bir sistemdir. Rejeneratif frenleme esnasında elektrik motoru, araçların kinetik enerjisini geri kazanıp elektrik enerjisine dönüştürülmesini sağlayan bir jeneratör görevi görmektedir. Bu tez çalışmasında, rejeneratif enerjiye etki eden çeşitli parametreler ve parametrelere ait sonuçları incelenmiştir. Büyükşehirlerdeki demiryolu sistemlerinde rejeneratif fren enerjisini depolama yöntemi olarak ultra-kapasitörlerin kullanımı araştırılmış ve incelenmiştir. Rejeneratif sistemler sayesinde demiryolu araçlarında frenleme esnasında boşa harcanan ve ısıya dönüşen enerjinin ivmelenme sırasında kullanılması hedeflenmiştir. Ayrıca Ankara Metro sistemi incelenmiş, rejeneratif geri kazanım enerjisini analiz etmek için ultra-kapasitör modülleri boyutlandırılmış ve ayrıca simülasyon üzerinden bir kontrol sistemi kurulmuştur.