Şirket İçi / Internal Use Only 1 FONKSİYON ADI: ARGE Projesi ve Prototip Geliştirme/Üretim FONKSİYON SORUMLUSU: Prof. Dr. Raşit Turan, Dr. Türker Güdü.

... konulu sunumlar: "Şirket İçi / Internal Use Only 1 FONKSİYON ADI: ARGE Projesi ve Prototip Geliştirme/Üretim FONKSİYON SORUMLUSU: Prof. Dr. Raşit Turan, Dr. Türker Güdü."— Sunum transkripti:

1 Şirket İçi / Internal Use Only 1 FONKSİYON ADI: ARGE Projesi ve Prototip Geliştirme/Üretim FONKSİYON SORUMLUSU: Prof. Dr. Raşit Turan, Dr. Türker Güdü PROJE BAŞLIĞI: OTOMOTİV GÜNEŞLE SOĞUTMA ELEKTRO-TERMO-MEKANİK VE FOTOVOLTAİK SİSTEMLERE İLİŞKİN ARGE VE PROTOTİP ÜRETME PROJESİ ÜNİVERSİTE PROJELERİ 3 AYLIK DEĞERLENDİRME RAPORU

2 Şirket İçi / Internal Use Only 2 ÜNİVERSİTE PROJELERİ 3 AYLIK TAKİP SUNUŞU PROJENİN AMACI: Tofaş’ın çevreci ve sürdürülebilir ürün ve teknolojilerde önceliğinin tesisi Müşteriye olan etkisi nedir ? Albenisi, konforu, ekonomikliği ve emniyeti daha yüksek bir konfor sunması Stratejik: Araçların daha çevreci, güvenli ve konforlu olurken çevreyi daha az kirletmelerinin mümkün olduğuna yönelik yenilikçi ve buluşçu bir projedir. PROJENİN KISA ANLATIMI : Taşıtlar park ettiklerinde iki mevsimsel sorun yaşanmaktadır. Bunlardan en önemlisi yaz aylarında -varsa bile- klimaları çalışmadığı için kabin konfor koşulları ve iç hava kalitesi bozulmakta, hava sıcaklığı genellikle insanların özellikle çocuk ve yaşlıların tahammül sınırlarını aşabilecek boyutlara ulaşmakta, ayrıca özellikle direksiyon simidi, ön koltuklar ve ön panel yüzeyleri çok ısınmaktadır. Bu durum, öncelikle insan yaşamına, sonra da araca ve araç içersinde unutulan hassas eşya, küçük çocuk veya evcil hayvanlara zarar vermekte bu gibi yaşamsal zararlar geri dönüşü zor boyutlara ulaşabilmektedir. Mevsimsel sorunlardan ikincisi ise kışın araçların ilk çalıştırılma anlarında, kabinin, koltukların ve direksiyon simidinin çok soğuk olması, araca giren kişinin nefesindeki su buharının camlarda yoğuşarak zaten dışarıdan karlı-buzlu olabilen camlardan görüşün daha da kısıtlanmasıdır. Araç ısınana kadarki konforsuz koşullar sürücüleri çok rahatsız etmektedir. Ayrıca ıssız bir yerde bozulan bir aracın motoru çalışmadığı için kalorifer de çalışmayacaktır. Sonuç olarak kışın da aracın hayati bakımdan minimum düzeydeki ısıl konforunun yeni bir yöntemle sağlanması gerekmektedir. PROJENİN İLGİLİ OLDUĞU DİSİPLİNLER : Isı transferi, akışkanlar mekaniği, elektro-mekanik, klima, konfor, enerji, sürdürülebilir enerji ve verimlilik, hava kirliliği PROJE SÜRESİ : 15 ay

3 Şirket İçi / Internal Use Only 3 ÜNİVERSİTE PROJELERİ 3 AYLIK TAKİP SUNUŞU PROJEDE GERÇEKLEŞTİRİLEN ÇALIŞMALAR Araç tavanına mono-blok bir cam örtü altına piyasada mevcut en yüksek verimli PV panel sistemi araç tavan eğimine uygun bir biçimde tasarlanmıştır. Bu bloğun altı NASA tarafından geliştirilen Aerogel yalıtım şiltesi ile ısıl olarak yalıtılmıştır. Projenin ilk aşamasında PV modüllerin sıcaklık altında verimlerinin düşmesini önlemek üzere termo-elektrik soğutucuların (TEC) arka yüzeylerindeki ısı ile birlikte PV modüllerinin ışınım altında soğurdukları aşırı ısısının da tavan çevre yüzeylerindeki ısı atım (heat sink) çerçevelerinden ortama etkin olarak atılması öngörülmüştü. Ancak sonradan yapılan optimizasyon çalışmalarında TEC modüllerinin COP (Soğutma tesir katsayısı) değerlerinin PV verimlerinden daha hızlı düştüğü ve sınırlı tavan yüzeyinin PV ve TEC modüllerinin ısılarının bir arada etkin olarak atılamayacağı görülmüş, bu nedenle de sadece TEC modüllerinin ısılarının ortama atılması, PV modüllerinin ise en yüksek verimli olanlarının seçimi kararlaştırılmıştır. Elektronik düzenlemeler ve yapılan tasarım çalışmaları sonucu TEC modül grubunun tavanda dağıtık bulundurulması yerine ışınımsal ısı transferinin odaklanması ve performansın yükseltilmesi için tavanda ortaya yakın bir yerde gruplandırılmasına karar verilmiştir. Bu suretle montaj, bakım ve estetik yönlerden de avantaj sağlanmıştır. Yazın soğutma modunda TEC modüllerinin iç ortamdan çektiği ısıyı dış ortama atacak ısı atım çerçevelerine ısıl bağlantı GRAFTEC yüksek iletim katsayılı ve anisotropik ısı iletim şiltesi ile gerçekleştirilmektedir. GRAFTEC ile dışarıya olan bağlantı kış aylarında ise bir dezavantaja dönüşebilir noktasından hareketle GRAFTEC in TEC modüller arka yüzeyleri ile olan fiziksel teması basit bir mekanizma ile kesilebilir bir çözüm elde edilmiştir. Kışın PV modüllerden elde edilen elektrik akımı tersine çevrilerek aynı TEC sisteminin ışınım ağırlıklı ısıtma yaparak acil minimum konfor düzeyini oluşturması sağlanarak bu sistemin araçta fiilen 12 ay süre ile aktif bir biçimde kullanılabilmesi sağlanmıştır. Bu nedenle FIAT “solar konfor” adını verebileceğimiz dört mevsim çalışabilen, etkin, verimli ve çevreci bir sisteme sahip olmaktadır. Yatırımın sadece yaz aylarında değil tüm yıl boyu çalışabilir olması sonucu sistem maliyeti daha kısa sürede kendini geri ödeyebilecektir. Evet, sistem çevreci enerji tasarrufu, konfor,sağlık ve emniyet getirileri nedeni ile atıl bir aksesuar değil kendini geri ödeyebilen bir sistem olmaktadır. Sistemin fiyat olarak daha cazip hale gelmesinin ötesinde ve daha da önemlisi; bu sistemin Ülkemizde veya başka ülkelerde tatbik edilebileceği (kapsadığı) coğrafi alanın sadece yazları sıcak geçen iklim bölgeleri değil tüm soğuk iklim bölgelerini de kapsaması ve FIA’ a bu ürünün satış pazarını genişletmesidir. Son bir nokta olarak PV modüllerinin kendine özgü olarak araca yerleştirilecek olan özel bataryasının (Flow-Battery olabilir) gerektiğinde araç aküsünü yedeklemesi, soğuk havalarda daha fazla marş amperi sağlaması gibi ek avantajlar da bulunmaktadır.Araca yerleştirilecek tüm modüller, elektronik aksam ve özel bataryanın (tercihan bagaja) getireceği ağırlık yükü ve dolayısı ile net enerji tasarrufundaki azalmanın en aza indirilmesi için tüm ağırlıklar performansı etkilemeyecek şekilde optimize edilmiş ve matematiksel olarak hesaplanmıştır.sonuç olarak bu parazitik kaybın toplam güneş enerjisi kazanımının yaklaşık %12 seviyesinde kalması planlanmıştır. Tavandaki tüm sandviç aksam tavanı kaplayan bir cam örtü altında tam olarak muhafaza altına alınarak sistem tümleşmesi, bütünleşmesi, aerodinamik yapının korunması, bakım ve teknik ömrün uzun olması temin edilmiştir. TEC Modüller tavan saçına modüler bir alüminyum çatkı (Frame) ile tutturulacaktır. TEC modüllerin her biri alüminyum çatkıya termo-plastik conta ve tırnak sistemi ile tutturulacaktır. PV ve TEC performansını sürekli olarak en uygun düzeyde tutacak en uygun elektrik potansiyeli ve akım değerleri bulunmuş ve buna uygun olarak TEC modüllerin seri ve paralel bağlantı kombinasyonu da optimize edilmiştir. Tüm sistem araç şasesinden ısıl olarak yalıtılarak ısıl köprü oluşumu ve verim kaybı engellenmiştir. Bu yalıtımın en hafif ve en ince bir sistemle yapılması sağlanmıştır (GRAFTEC). Projenin teknik çizimleri bitirilmiş ve FIAT’a sunulmuştur. Projede prototip (İlk örnek) aşamasına gelinmiştir. PROJEDE ÇIKTILARI : Konfor, Verimlilik, Çevre Dostluğu, Kalite ve Albeni Avantajları getirdi. 12 ay kullanılabilir olması maliyeti kabul edilebilir kıldı

4 Şirket İçi / Internal Use Only 4 Hedeflenen ÇıktılarGerçekleşen ÇıktılarSapma Nedeni Teorik TasarımSolar PV ve TEC entegrasyonlu, tümleşik, modüler, sandviç, ısı kuyulu (Heat sink) kabin soğutma ve ısıtma sistemi YOK Mekanik TasarımBittiYOK Elektronik TasarımBittiYOK Sistem Benzetimi (Simulasyon)Uludağ Ü. ile devam ediyor Sistem Tasarımı ve OptimizasyonBittiYOK Prototip TasarımıBittiYOK Malzeme Seçimi ve Sipariş ListeleriBittiYOK Teknik ÇizimlerBittiYOK Prototip YapımıBaşlıyorGecikme süresi hızlı prototipleme ve hızlı malzeme alımları ile kapatılabilir nitelikte. Proje Çıktılarının Karşılaştırması

5 Şirket İçi / Internal Use Only 5 ÜNİVERSİTE PROJELERİ 3 AYLIK TAKİP SUNUŞU PROJEDEKİ SAPMALARIN AÇIKLAMASI Projede ilk öngörülen iş planına oranla iki aylık bir gecikme gözükse de bu aşamadan sonraki deneyler ve prototip değerlendirmelerinin zamanında gerçekleşebileceği anlaşılmaktadır. Bu gecikmenin nedeni literatürde ve uygulamada henüz görülmeyen düzey ve içerikteki bu sistemin detaylarında şimdiye kadar hiç çözülmemiş ufak fakat önemli pürüzlerle karşılaşılmış olması ve bu pürüzlerin en iyi ve kalıcı çözümlerle giderilmesine yönelik titiz çalışmaların yapılmasıdır.

6 Şirket İçi / Internal Use Only 6 ÜNİVERSİTE PROJELERİ 3 AYLIK TAKİP SUNUŞU PROJE ÇIKTISININ ENDÜSTRİLEŞME OLASILIĞI: Çok yüksek görülmektedir. PROJE SONUCU PATENT BAŞVURUSU VARMI ?: Bir adet US Preliminary Patent ve bir adet WIPO Patent Başvuru evrakı hazırlanıyor.;

7 Şirket İçi / Internal Use Only 7 ÜNİVERSİTE PROJELERİ 3 AYLIK ARA RAPORU PROJE PLANI:

8 Şirket İçi / Internal Use Only 8 ÜNİVERSİTE PROJELERİ 3 AYLIK ARA RAPORU