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
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