Yenilenebilir Enerji Kaynakları ile Sıfır Emisyonlu bir Yelkenli Tekne Tasarımı ve Seyir Simülasyonları

Abstract

Mevcut bir yelkenli deniz aracının karbon salınımı yapan sistemleri incelenmiş, tekne performans değerleri belirlenmiş ve “sıfır emisyon” hedefi ile yelkenli deniz aracına entegre yenilenebilir enerji sistemleri ve tasarım değişiklikleri çalışılmıştır. Gerçek meteorolojik şartlar ve işletim senaryoları ile enerji üretimi, depolanması ve tüketimi simülasyon analizleri ile gösterilmiştir. Yenilenebilir enerji üretim birimleri iki kaynak grubu olarak değerlendirilmiştir. İlk grupta, statik enerji üretim sistemleri olarak adlandırılan ve teknenin seyir, demirde bekleme veya limanda bağlı iken enerji üretebilen sistemleri içermektedir. Bu kısımda güneş enerji panelleri ile iki rüzgâr türbini tasarımda kullanılmıştır. Dinamik enerji üretim sistemleri olarak adlandırdığımız ikinci guruptaki birimler, teknenin yelkenli seyri esnasında su akışı enerjisinden faydalanmak amacıyladır. Bunlar, iki adet su türbini ile itici ve aynı zamanda enerji üretici birimi olarak da çalışabilen bir elektrik motorunu içermektedir. Her bir enerji üretim sistemi tasarımları performans ve 3-boyutlu yerleşim bakımından değerlendirilmiştir. Önerilen sistemin doğrulaması üç ayrı senaryo analizi ile gerçekleştirilmiştir. İlk iki senaryo ile Marmara denizinde tipik yelkenli tekne operasyonlarının yapılabildiği gösterilmiştir. Üçüncü senaryo olan acil durum senaryosu ile gün içerisinde, rüzgar şiddeti sıfır iken ve tamamen dolu bataryalar ile, seyir senaryosu programı yürütülmüş ve bataryaların %35 enerji kullandığı hesaplanmıştır. Bu senaryo çalışmaları ile normal yat tipi bir teknenin tüm operasyonlarının tasarımı çalışılan yenilenebilir enerji kaynakları ile karşılandığı gösterilmiştir. Teknenin tüm operasyonlarında karadan elektrik bağlantısı gerekmediği gösterilmiştir.