06.10.2010

SAKARYA ÜNĠVERSĠTESĠ

SUNUM

Doç. Dr. ġeref SOYLU

Çev.Müh. Hülya SEMERCĠOĞLU

Hibrit Otobüs Seyir Hali Emisyonlarının Ölçüm ve Modellenmesi SAN-TEZ Projesi

Ekim 2010 sunumu

San-tez projesi

Proje amacı

Proje bütçesi

Proje ekibi

Projedeki geliĢmeler

Raporlar,sunumlar,yayınlar

Testler

Sonuçlar

ĠÇĠNDEKĠLER

Proje yürütücüsü: Sakarya Üniversitesi

Proje Ortakları ve Destekleyen

KuruluĢlar:

TEMSA AR&GE

Sanayi ve Ticaret Bakanlığı

SAN-TEZ PROJESĠ

Amaç:

Endüstrinin rekabet gücünün yükseltilmesi

Üniversitelerin AR&GE potansiyelinin geliĢtirilmesi:

Üniversite-Endüstri ĠĢbirliğinin GeliĢtirilmesi

Yüksek lisans öğrencilerinin (Tez öğrencileri)

araĢtırmacı yeteneklerinin geliĢtirilmesi

SAN-TEZ PROJESĠ

Hibrit ġehir Otobüsleri için Seyir Hali Emisyon TestProtokolünün ve Emisyon Faktörlerinin Belirlenmesi,Emisyonların ve Yakıt Sarfiyatının Minimize EdilmesiĠçin Optimizasyon ÇalıĢmasının Yapılması,Emisyonların Envanterlenmesi ve Modellenmesi

TESTLER Yakıt sarfiyatı

CO2, HC, CO, NOx , PM ve PN

Motor çalıĢma karakteristikleri (motor hızı-yükü-emisyonlar)

TaĢıt çalıĢma karakteristikleri (taĢıt hızı ve lokasyonu)

Çevre Ģartları datalarının ölçüm ve analizini içermektedir.

Proje Amacı

1,500,000 TL

%25 TEMSA AR&GE

%75 Sanayi ve Ticaret Bakanlığı

Proje Bütçesi

Proje Yöneticisi Doç. Dr. ġeref Soylu

Tez Öğrencisi Çevre Müh. Hülya Semercioğlu

Tez Öğrencisi Çevre Yük. Müh. Ayda Bal (mezun)

Tez Öğrencisi Çevre Yük. Müh. Gürkan ġentürk (mezun)

Proje AraĢtırmacısı Yrd.Doç. Dr. Mahnaz Gümrükçüoğlu

Proje AraĢtırmacısı Çevre Müh. Bahtiyar Koç (mezun)

Proje Teknisyeni Ali Fuat Ġskender

TEMSA AR&GE

Makine Yük. Müh. Burak Kıray

Mekatronik Yük.Müh. Ali Turan (ayrıldı)

Makine Yük. Müh. Berç Uluk (ayrıldı)

Proje Ekibi

Hibrit Prototipin Hazırlanması

Otobüsün hazırlanması

Hibrit aksamın tedarik edilmesi ve kurulması

Emisyon Ölçüm Sistemlerinin Hazırlanması

Gaz Emisyon Ölçüm Sistemi

PM ve PN Ölçüm Sistemi (ihale aĢamasında)

Projedeki GeliĢmeler

Test güzergahları belirlendi.

Konvansiyonel Otobüs testleri

Ön testler yapıldı,

Hibrit Otobüs testleri devam ediyor.

Testler

Her 3 ayda bir geliĢme raporu, her 6 ayda bir gerçekleĢtirme

raporu

Konvansiyonel otobüs ölçüm sunumu,ġubat,Nisan ve Mayıs

ayı ölçüm sunumları

ġehir Otobüslerinin Gerçek Dünya KoĢullarında Motor

ÇalıĢma ġartlarının ve NOx Emisyonlarının Ġncelenmesi

(OTEKON’10)

Examination of Real World Operating Conditions and

Emissions of a Hybrid City Bus (ICAT’10)

Examination of an Urban City Bus Operating Conditions and

Emissions (kitap bölümü)

Raporlar, sunumlar, yayınlar

Proje kapsamında,

Dizel emisyonları,

Emisyon standartları

Emisyon giderim yöntemleri

SürüĢ çevrimleri incelenmiĢtir.

Belediye otobüslerinden kaynaklanan seyir hali emisyonlarının,

yakıt tüketiminin belirlenmesi ve sürüĢ çevrimlerinin

oluĢturulması için çalıĢmalar yapılmıĢtır.

Emisyonların yayılımını belirlemek için hava kalitesi modelleri

incelenmiĢtir.

Adapazarı Büyük ġehir Belediyesine ait otobüs

güzergâhlarının karakteristikleri incelenmiĢtir.

Emisyonlar envanterlenerek belirlenen bu güzergâhlarda

hibrit teknolojisinin verimli kullanım Ģartları araĢtırılmıĢtır.

Temsa Avenue Hibrit prototip otobüsün seyir halinde oluĢan

emisyonlarının belirlenebilmesi için ön hazırlık olarak Euro 4

Konvansiyonel otobüs ile ölçümler yapılmıĢtır.

Temsa Hibrit Avenue prototip otobüsünde seçilen otobüs hatlarında

seyir hali emisyon ölçümleri devam etmektedir.

Gerçek dünya koĢullarında trafik, yol ve çevre koĢullarının emisyon

oluĢumuna ve yakıt tüketimine etkileri incelenerek yapılacak

optimizasyon çalıĢmaları belirlenmiĢtir.

Test Güzergahı

SAÜ Kampus-ÇarĢı güzergahı uydu görüntüsü

Euro 4 Konvansiyonel otobüs dataları

Motor hızı- motor yükü frekans haritası

Düşük

yük-

Düşük hız

0-50 %

600-

1000rpm

1155sn %48

DüĢük

yük-

Yüksek

hız

0-50 %

1000-

2200rpm602sn %25

Yüksek

yük-

Yüksek

hız

50-100%

1000-

2200rpm650sn %27

Toplam seyahat süresi 2407sn

°C ppm

Sıcaklık ve NOx emisyon haritaları (SCR devredeyken)

°Cppm

Sıcaklık ve NOx emisyon haritaları (SCR devre dıĢı iken)

SAÜ Kampus-ÇarĢı güzergahı için

Hibrit dataları

Dizel-elektrik dataları incelenmiĢtir.

Hibrit otobüs için ölçüm sonuçları

Hibrit dataları

Motor hızı-motor yükü frekans haritası

Düşük yük-

Düşük hız

0-50 %

600-

1000rpm

881sn %41

DüĢük yük-

Yüksek hız

0-50 %

1000-

2200rpm752sn %35

Yüksek yük-

Yüksek hız

50-100%

1000-

2200rpm

504sn %23

Yüksek yük-

DüĢük hız

50-100%

0-1000rpm 22sn %1

Mo

tor

yü

kü

(%)

Motor hızı(rpm)

Toplam seyahat süresi 2151sn

Sıcaklık ve NOx emisyon haritası

motor hızı(rpm)

Moto

r y

ükü(%

)

ppm

°C

Dizel-Elektrik dataları

Motor hızı-motor yükü frekans haritası

motor hızı(rpm)

Moto

r yükü(%

)

Düşük yük-

Düşük hız

0-50 %

600-

1000rpm

1320sn %60

DüĢük yük-

Yüksek hız

0-50 %

1000-

2200rpm84sn %4

Yüksek yük-

Yüksek hız

50-100%

1000-

2200rpm

712sn %33

Yüksek yük-

DüĢük hız

50-100%

0-1000rpm 69sn %3

Toplam seyahat süresi 2185sn

Sıcaklık ve NOx emisyon haritası

motor hızı(rpm)

Moto

r y

ükü(%

)

ppm

°C

ppm

Hibrit ve Dizel-elektrik NOx emisyon haritalarının karĢılaĢtırılması

motor hızı(rpm)

Mo

tor

yü

kü

(%)

ppm

ppmppm

Hibrit sistem çalıĢma karakteristiği

Ultra kapasitörün değiĢimi 31-54 saniye aralığında SOC

baĢlangıçta %96 dolu iken en son %48’e düĢmüĢtür.

Ultra kapasitörün kullanılması durumunda kullanılan

enerji miktarı 1248 kj’dür.

SAÜ Kampus-ÇarĢı güzergahı için yakıt tasarrufu

QLVH değeri 40000kJ/kg olduğu kabul edilirse %30

verim ile 0,104 kg bulunmuĢtur. Yakıtın özgül ağırlığı

0,85 kg/ L olmasından dolayı yakıt miktarı ile tasarruf

edilebilir yakıt miktarı 0,122 L olarak hesaplanmıĢtır.

E= QLVH x my x η

V= m/ρ

Tasarruf edilebilir enerji miktarı 18122kj ve yakıt eĢdeğer miktarı

ise 1,78 litre olarak hesaplanmıĢ ve SAÜ Kampus-ÇarĢı

güzergahında kayıplar ihmal edildiğinde tasarruf edilebilir yakıt

oranı % 33 bulunmuĢtur.

Ayrıca hibrit datalarında kullanılan ortalama yakıt miktarı 3,80L

iken dizel-elektrik modunda 5,75L olarak hesaplanmıĢtır. Buradan

tasarruf edilebilir yakıt miktarı %34 olarak bulunmuĢtur.

Sonuç olarak

Hibrit otobüs için SAÜ Kampus-ÇarĢı hattında yapılan seyir

hali emisyon ölçüm sonuçlarının analiz edilmesiyle taĢıtın

toplam seyahat süresinin %41’ini düĢük yük ve hız

koĢullarında, %35’ini düĢük yük ve yüksek hız koĢullarında

ve %23’ünü ise yüksek yük ve yüksek hız koĢullarında

gerçekleĢtirdiği görülmüĢtür.

Sonuç olarak

Hibrit otobüs için dizel-elektrik modunda yapılan ölçüm

sonuçlarının analiz edilmesiyle taĢıtın toplam seyahat

süresinin büyük bir bölümünü düĢük yük ve hız koĢullarında

gerçekleĢtirdiği görülmüĢtür.

Sonuç olarak

Euro 4 konvansiyonel otobüs için ölçüm sonuçlarının analiz

edilmesiyle taĢıtın toplam seyahat süresinin %48’ini düĢük yük ve

hız koĢullarında , %25’ini düĢük yük ve yüksek hız koĢullarında ve

%27’sini ise yüksek yük ve yüksek hız koĢullarında gerçekleĢtirdiği

görülmüĢtür.

SCR sistemi devre dıĢı durumunda NOx emisyonlarının 1600ppm

ulaĢtığı görülmüĢtür.Bu bölgelerde SCR sisteminin ortalama NOx

konsantrasyonlarını %65-75 oranında giderdiği belirlenmiĢtir.

Sonuç olarak