PEM yakıt hücresi-lityum polimer batarya hibrit sistemiyle tahrikli mini-İHA üretimi ve enerji yönetim sisteminin modellenmesi

Son yıllarda Mini-İHA'ların kullanımı giderek yaygınlaşmaktadır. Askeri ve sivil uygulamalarda kullanılan Mini-İHA'lar tahrik sisteminde ihtiyaca göre elektrik kaynağı veya içten yanmalı motor bulundurmaktadır. Elektriğin farklı kaynaklardan sağlandığı hibrit sistemle tahrik edilen İHA'ların daha uzun sürede havada kalması ve görev yapabilmesi amaçlanmaktadır. Bu sebepten yakıt hücreleri ile bataryalar hibritleştirilerek uygun enerji yönetim sistemi altında sadece bataryaların kullanıldığı sistemlere kıyasla avantajlara sahiptirler. Bu avantajların uygulanabilir kılınması için bu çalışma kapsamında üretilen İHA'nın, bataryalı uçuş testleri gerçekleştirilmiştir. Ayrıca tasarım aşamasında gerekli görülen teorik güç ve enerji değerlerine sahip hibrit sistem bir araya getirilerek laboratuvar şartlarında sistemin yer testleri ile kuru itki testleri gerçekleştirilmiştir. Bataryalı uçuş testlerinden elde edilen veriler ışığında örnek bir uçuş profiline yönelik olarak hibrit sistem çalıştırılmış ve batarya voltajının çalışma boyunca değişimi gözlemlenmiştir. Elde edilen yarı deneysel veriler ışığında bir uçuş profiline yönelik enerji yönetim sistemi modellenerek deneysel ve modelden elde edilen veriler karşılaştırılmıştır. Matlab/Simulink ortamında oluşturulan modelden elde edilen batarya doluluk oranı, hidrojen tankı doluluk oranı, yakıt hücresi çalışma akımına ait verilerin uygun enerji yönetim modeli ile elde edilebileceği görülmüştür. İHA'nın görev tanımı aşamasından başlayarak hibrit sistemin enerji yönetimi ve modellenmesine yönelik akış diyagramı oluşturulmuştur. Uçuş profiline yönelik hibritleştirme oranı tanımlanarak her bir uçuş fazına karşılık bu oranın nasıl hesaplanacağı ortaya konulmuştur. Anahtar Sözcükler: Yakıt hücresi, hibritleştirme, İHA, Enerji yönetim sistemi