Denizde Elektrik Motorları
Dolayısıyla denizlerde seyrederken kullanacağımız elektrik motorlarına elektrik sağlamak zorundayız. Bunu birkaç şekilde yapabiliriz.
1) Bir jeneratör vasıtasıyla sürekli elektrik üretiriz. Bunu yaparken dizel motorlar kullanabiliriz veya nükleer enerji kullanabiliriz. İkincisi pek pratik olmadığına göre aslında tek seçeneğimiz dizel jeneratörler olacaktır. Güneş veya rüzgâr enerjileri ise maalesef tutarlı ve sürekli olmadığı için ve henüz teknoloji özellikle kısıtlı alanlarda o kadar güç üretmeye imkân vermediğinden tamamen konu dışıdır. Aşağıdaki resimde bu tür bir sistem tasvir edilmektedir. En arkada sürekli elektrik üreten jeneratörler, arada elektrik panoları ve önde elektrik motorları pervaneleri çevirir. Ancak bu durumda jeneratörlerin sürekli çalışması gerekecektir. Bu tarz sistemler özellikle ticari gemilerde artık sıklıkla uygulanmaktadır.
2) Diğer bir alternatif hibrit yani karma bir sistem kullanabiliriz. Aslına bakarsanız bu da ikiye ayrılabilir. Akülü sistemler ve aküsüz sistemler. Aküsüz sistemlerde hem dizel jeneratörler bulunur hem de gerektiğinde elektrik motoruyla birlikte pervaneyi çevirebilen dizel bir makine bulunur. Bu iki sistem bir aktarım elemanı vasıtasıyla birbirine bağlıdır. Duruma göre ya biri ya da öbürü çalışarak tekneyi ilerletir. Bu durum sistemlerden birinin gitmesi durumunda yedeğimiz olacak anlamına gelecektir. Ancak unutulmaması gereken elektrik motoru çalışırken jeneratörlerin sürekli çalışmak durumunda olmasıdır.
3) Akülü sistemlerde ise esas olarak elektrik motorunu bir akü bankına bağlarız. Teknenin ana itici gücü bu motor ve enerjisi akülerden gelir. Akülerin tükenmesi durumunda şarj ederek yolumuza devam ederiz. Ve hatta bu iki hibrit sistemi de birleştirerek hepsini bir arada kullanabiliriz.
Burada itiş gücü hem elektrik hem de dizel motorlar tarafından ayrı ayrı veya birlikte sağlanabilir. Dizeller çalışırken elektrik motorları başka hiçbir değişikliğe gerek duymadan jeneratör moduna geçerek aküleri besleyebilir, yeterli olmaması durumunda arkada destek jeneratörleri devreye girerek akülerin doldurulmasına veya teknede ihtiyaç duyulan yaşam enerjisini temin etmekte kullanılabilir.
Bu şekilde çeşitli konfigürasyonlarda yapılan uygulamalar elbette teknenin büyüklüğüne, kullanım amacına, seyir rotaları ve bunun gibi birtakım değişkenlere bağlıdır.
Yukarıdaki sistemlerde açıkça görüldüğü üzere her ne kadar temel itici eleman olarak elektrik motorları kullanılsa da motorların ihtiyaç duyduğu elektrik enerjisini temin etmek için gene dizellerin devrede olmak zorunda olmasıdır. Özellikle büyük ve ticari gemilerde çok yüksek güç gereksinimi ve bunu elde edebilmek için gereken elektrik enerjisinin depolanması veya alternatif ve doğal kaynaklardan yeterince beslenmesinin şu an için imkân dahilinde olmaması nedeniyle bu durum bir zorunluluk olarak ortaya çıkmaktadır.
Peki madem durum bu şekildedir o halde neden elektrikli sistemler gene de tercih edilmeye başlamıştır?
Cevap ilk bölümde açıklamaya çalıştığımız verimlilik parametrelerinde yatar. Elektrik motorları çok daha verimlidir ve düşük devirlerden itibaren yüksek tork üretebilir. Yüksek verimlilikleri nedeniyle dizellere oranla hemen hemen yarı yarıya bir büyüklükte elektrik motoruyla iki katı bir dizelden elde edeceğiniz gücü elde edebilirsiniz ve aslında dikkatlerden kaçabilecek en önemli nokta; bu sistemde jeneratör olarak kullanacağınız dizelin en verimli çalışacağı aralık olan maksimum tork aralığında (Bakınız Şekil 1 mavi çizgi) çalıştırarak hem olabilecek en yüksek seviyede elektrik üretebilir hem de yakıttan tasarruf edebilirsiniz zira pervanelere uygulayacağınız devir bu konfigürasyonda dizellerin devrinden bağımsız olarak elektrik motorları tarafından sağlanıyor olacak ve her iki sistem de yani elektrik motoru ve dizel olabilecek en verimli durumunda kullanılıyor olacaktır. Elektrik motorlarının basit yapıları nedeniyle kolay kolay arıza yapmaması, bakım kolaylıkları ve maliyeti, çevreye olumsuz etkisi bulunmaması, gürültü seviyesinin azalması, gemide titreşim ve vuruntunun en aza indirilmesi, daha az yer kaplaması ve bunun gibi avantajlar ise ilave faydalar olarak ayrıca cebimizdedir.
Kotralarda Durum
Motorlu veya yelkenli kotralarda kullanılan elektrikli sistemlerin de prensip olarak yukarıda anlatılan konfigürasyonlardan özünde bir farkı yoktur. Ancak büyük bir gemiye oranla bir kotranın gerek tahrik gereksinimi gerekse yaşam enerjisi için güç ihtiyacı çok daha az olacağı için mevcut teknolojiler dahilinde elektriği depolamak ve güneş veya rüzgâr gibi alternatif kaynaklardan besleyerek sistemi desteklemek mümkündür. Bu ise diğer tüm avantajlarının yanında özellikle fosil kaynaklı yakıtların tüketiminde ciddi bir azalma sağlamaktadır. Fosil yakıtların daha az kullanıyor olması ise orta ve uzun vadede hem maliyetlerde azalma hem de çevreye olumlu etkisi bakımından tartışılmaz avantajları beraberinde getirmektedir. Tabi ilk yatırım maliyetlerini, özellikle akü banklarının maliyetlerini karşılayabilirsak.
Bu duruma bir sonraki yazımızda değinerek, gezi teknelerinde elektrik motorları ve tipleri, inverterler, kontrol sistemleri, akü çeşitleri ve batarya seçimleri, güneş panelleri ve sistemleri ve bunun gibi detaylarına ineceğiz.
Tekrar görüşünceye kadar rüzgarınız bol olsun.
Kaynakça:
https://theconversation.com/heres-why-electric-cars-have-plenty-of-grunt-oomph-and-torque-115356
https://www.oceantimemarine.com/diesel-electric-propulsion-is-this-a-safer-more-efficient-solution-for-your-vessel/
http://www.bergermaritiem.nl/hybridshippropulsion
https://www.aka-group.com/marine-power/aka-hybrid-propulsion/
