Hibrit enerji kaynaklı insansız hava aracının enerji yönetim sistemlerinin detaylı analizi

Havacılık sektöründeki teknolojik gelişmeler ve hava trafiğindeki sefer ve rota sayıları her geçen gün artmaktadır. Bununla birlikte hava araçlarının birim mesafedeki emisyon miktarları diğer toplu ulaşım araçlarına göre oldukça yüksektir. Avrupa Birliği Komisyonu 2030 yılı için karbon salınımının %50 oranında azaltmasını ve 2050 yılı için ise sıfır karbon salınımını hedeflemektedir. Bu nedenle havacılık alanında daha fazla elektrik kullanımına yönelik çalışmaların sayısı da artmaktadır. Ayrıca, batarya teknolojilerindeki gelişmeler de elektrik sistemlerine geçişi hızlandırmaktadır. Sistem verimliliğini artırmak ve enerji kaynaklarının daha uzun ömürlü olmasını sağlamak için hibrit sistemler tercih edilmektedir. Bu motivasyonla bu tez çalışmasında ana güç kaynağı olarak yakıt hücresi ve ani güç değişimlerinde yakıt hücresine yardımcı Lityum iyon (Li-iyon) bataryadan oluşan hibrit İnsansız Hava Aracı (İHA) sistemi MATLAB/Simulink ortamında modellenmiştir. Hibrit sistemlerde, enerji kaynaklarını kontrol etmek ve İHA'ların verimliliğini artırmak için Enerji Yönetim Sistemine (EYS) ihtiyaç vardır. Bu çalışmada İHA'larda kural tabanlı Termostat Açık/Kapalı, Tip-Ⅰ ve Tip-II bulanık mantık olmak üzere üç farklı EYS yapısı ayrıntılı olarak analiz edilmiştir. Bu tez çalışmasının literatüre katkısı, yakıt hücresi ve Li-iyon batarya ile çalışan bir İHA'ya üç farklı EYS yönteminin uygulanarak analiz edilmesidir. Kullanılacak sisteme ve kaynak sayısına bağlı olarak tercih edilen EYS yöntemi de farklılık gösterebilecektir. Termostat Açık/Kapalı Kontrol Stratejisinde iki kaynak aynı anda kullanılamadığı için sistemin verimi daha düşüktür. Tip-II bulanık mantık tabanlı EYS'nin benzetim sonuçları daha iyi olmasına rağmen yapı olarak daha karmaşıktır ve karar verme süresi daha uzundur. Bu nedenle, Tip-Ⅰ bulanık mantık EYS'nin çoğu uygulamada daha etkin ve yaygın olarak kullanılabileceği sonucuna ulaşılmıştır.