Bir otomobilin aerodinamik kayıplarının bir kısmının elektrik enerjisi olarak geri kazanımı için rüzgar türbini tasarımı ve araç enerji performansı üzerindeki etkisinin incelenmesi

Bu çalışmada; mevcut elektrikli araçlarda gerekli olan elektrik enerjisinin bir bölümünün şebekeden bağımsız olarak, hareket halindeki araçlarda meydana gelen rüzgar enerjisinden sağlanması ve bu sayede tek şarjla gidilen mesafenin arttırılması amaçlanmıştır. Bu amaçla, araç tipi rüzgar türbini tasarlanarak araç aerodinamik performansı ve enerji verimliliği üzerine etkisi sayısal ve deneysel olarak incelenmiştir. Bu kapsamda Solidworks ve Spaceclaim programları kullanılarak, rüzgar türbin modeli ve sekiz farklı araç modeli (M0-M7) oluşturulmuştur. Oluşturulan modellerin 10, 15, 27 m/s hızlarda; sürükleme katsayılarını, basınç konturlarını, akım çizgilerini ve hız vektörlerini belirlemek için hesaplamalı akışkanlar dinamiği simülasyonları, SST k-ω türbülans modeli kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Sayısal simülasyonlarda ANSYS-Fluent yazılımı kullanılmıştır. Analizler sonucunda; araç modelinin, hızının ve rüzgar türbininin konumunun araç sürükleme katsayısı üzerinde etkili olduğu görülmüştür. Ayrıca, araç tipi rüzgar türbininden geri kazanılacak enerji miktarı hesaplanmış ve türbinin araç enerji verimliliği üzerine etkisi belirlenmiştir. Buna göre; 27 m/s araç hızında rüzgar türbinli M2 ve M3 ızgaralı modellerinin M0 modeline göre 100 km mesafede türbinden elde edilen net enerji kazanç yüzdesi sırasıyla %5.82 ve %3.35 olarak bulunmuştur. Aynı araç hızında M4 modeline göre rüzgar türbinli M6 ve M7 kapalı modellerin türbinden elde edilen net enerji kazanç yüzdesi sırasıyla %6.19 ve %4.17 olarak elde edilmiştir. Tasarlanan rüzgar türbininin araç üzerine yerleştirilmesiyle yapılan deneylerde; rüzgar türbininin farklı araç hızlarında kanat devir sayısı, üretilen akım, gerilim ve güç değerleri belirlenmiştir. Sonuç olarak, araç tipi rüzgar türbini sisteminin elektrikli araçlarda kullanılması durumunda araçta oluşacak ek aerodinamik kayıptan daha fazla enerji üretilebileceği, elektrikli araçların tek şarjla menzilinin uzatılabileceği ve taşıt teknolojisinde sistemin uygulanabileceği görülmüştür.