Yakit pili-batarya hibrit güç sisteminin performansinin deneysel olarak incelenmesi

Son yıllarda fosil yakıtların enerji kaynağı olarak kullanımının sebep olduğu sorunları belirleyebilmek ve üstesinden gelebilmek için birçok çaba sarf edilmektedir. Buna rağmen fosil yakıtlara olan bağımlılığımızı kısa bir sürede sona erdiremeyeceğimiz kabul edilmelidir. Aslında bu durum, enerji alanındaki teknolojilerin yavaş bir dönüşümü ile uzun yıllar sürecektir. Bu geçiş döneminde, alternatif enerji kaynaklarına geçişi desteklemek için bunu sağlayacak teknolojiler arasında iletişim kurmaya tüm dünyanın ihtiyacı olacaktır. Bu nedenle enerji verimliliğini arttırırken emisyon ve maliyetleri düşürmeyi vadeden hibrit güç sistemlerinin kabul görmesi bu desteğin ilk aşaması olacaktır. Yakıt olarak hidrojen kullanan, proton değişim zarlı (PEM) yakıt pili-batarya hibrit güç sistemi diğer geleneksel bataryalara göre daha yüksek enerji ve güç yoğunluğuna sahiptir. Bunun yanında en fazla gelecek vadeden, çevre dostu alternatif enerji kaynaklarından biridir. Bu tez çalışmasında bir PEM yakıt pili-batarya hibrit güç sistemi tasarımının genel bir yöntemi ortaya konulacaktır. Özellikle mobil güç uygulamalarında, düşük sıcaklık şartlarında çalışan PEM yakıt pilleri uygundur ama PEM yakıt pillerinin bağımsız çalışma konusunda bazı problemleri vardır. Öncelik arz eden kritik problemlerinin başında, artan güç talebiyle ani gerilim düşümlerinin oluşması ve uzun tepki verme süresi gelmektedir. Fakat birçok elektronik cihaz kararlı bir güç ve hızlı tepkilere ihtiyaç duyar. Bu nedenle, değişen yük şartlarında düzenli ve hızlı tepkilere sahip bir güç sağlaması istenen sistemlerde, PEM yakıt pili ile birlikte çalışacak, hızlı şarj-deşarj özelliğine sahip bataryalara ve güç düzenleme cihazlarına ihtiyaç duyulmaktadır. Bu tez çalışmasında da batarya, hibrit batarya şarj cihazı ve yakıt pilinden oluşan ve belirtilen şartlara sahip bir güç sistemi tasarlanmış ve performansı incelenmiştir. Batarya, hızlı tepki vermesi nedeniyle yakıt piline ek olarak yardımcı bir güç kaynağı olarak kullanılmış olup aynı zamanda yük gücünün nominal yakıt pili gücünden düşük olduğu durumlarda da fazla enerjiyi depolamaktadır. Hibrit batarya şarj cihazı hem batarya, yakıt pili ve yük arasındaki koordinasyonu sağlamakta hem de gerilimlerini regüle etmektedir. Böylece yakıt pili ve bataryanın dezavantajları elimine edilirken her ikisinin de avantajları korunmuş olur.