HİDROJEN ENERJİ SİSTEMİ

Prof. Dr. Yüksel KAPLAN

Nisan 2018

2018 TÜBİTAK

ULUSLARARASI İNSANSIZ HAVA

ARAÇLARI YARIŞMASI

Prof. Dr. T. Nejat Veziroğlu(Hidrojen Baba)

1924 İstanbul, Londra Imperial College, Dünya Hidrojen Enerjisi Konseyi Başkanı Bakü-Ceyhan Boru hattının fikir babası Türk milletinin gurur kaynağı olmuştur, Hocamızı saygı ve sevgiyle anıyorum.

2

Prof. Dr. T. Nejat Veziroğlu(Hidrojen Baba)

3

SUNUM PLANI

Hidrojen Enerji Sisteminin Gerekçesi

Hidrojen Enerjisinde Son Gelişmeler

Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Projeler

4

SUNUM PLANI

Hidrojen Enerji Sisteminin Gerekçesi

Hidrojen Enerjisinde Son Gelişmeler

Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Projeler

5

FOSİL YAKITLAR

1860 yılında Endüstriyel Devrimle birlikte kullanılmayabaşlanmıştır

Dünyanın ortalama gelir seviyesi $10 dan $6000 yükselmiştir.

6

YILLIK ÜRETİM / İHTİYAÇ

7

HİDROJEN ENERJİSİNİN YAPILANMASI

8

FOSİL YAKITLARIN ÇEVREYE ZARARLARI

Toplam yıllık zarar $6.4 Trilyon

9

T.NejatVeziroğlu

Fosil Yakıtların Ortalama C/H Oranı ve Çevreye Zararı

10

T.NejatVeziroğlu

FOSİL YAKITLARIN AVANTAJ VE DEZAVANTAJLARI

Tükeniyorlar Çevreye Zararlılar

Kullanım Kolaylığı Altyapı Mevcut

11

Rio Dünya Zirvesi

1992 yılında Dünya Zirvesi Rio şehrinde fosilkökenli yakıtların meydana getirdiği problemlerigörüşmek ve bu yakıtlara alternatif çözümbulmak için toplandı.+

12

Rio Dünya Zirvesinin Endişeleri

Küresel Isınma İklim DeğişikliğiOzon Tabakasının DelinmesiAsit YağmurlarıHava KirliliğiOksijen Azalması

13

Yeni Primer Enerji Kaynakları

Güneş EnerjisiRüzgar EnerjisiHidrolik Enerji Jeotermal EnerjiBiyokütle Enerjisi Su Enerjisi

14

YENİ ENERJİ KAYNAKLARININ DEZAVANTAJLARI

Kesintili Tüketim Merkezlerinden UzakYakıt Değil

15

BAĞLAYICI SİSTEMİN NİTELİKLERİ

Depolanabilir OlmalıTaşınabilir OlmalıYakıt OlmalıEkonomik OlmalıYenilenebilir OlmalıTemiz Olmalı

16

HİDROJENİN AVANTAJLARI

En HafifEn TemizEn VerimliEn EkonomikDepolanabilen

17

KALICI ÇÖZÜM: HİDROJEN ENERJİ SİSTEMİ

18

T.NejatVeziroğlu

Hidrojenin Ulaşımda Kullanılması

19

Hidrojen ve Diğer Yakıtların Karşılaştırılması

20

Hidrojen ve Diğer Yakıtların Karşılaştırılması

21

Tip Enerji Kayneğı Genel Enerji Verimliliği

Yakıt Pilli Araçlar Doğalgazdan üretilen hidrojen

% 40

Hibrit Araçlar Ham petrolden rafine edilmiş benzin

% 34

Elektrikli Araçlar Doğalgaz kullanarak termik santralde üretilen elektrik

% 33

Benzinli Araçlar Ham petrolden rafineedilmiş benzin

% 19

2017 DAVOS ZİRVESİ

18 büyük Şirket (Petrol, Otomobil ve Hidrojen) $10 Milyar/yıl 2050 yılına kadar tüm dünyanın Hidrojene

geçişine çalışacaklar

22

Sanayi Hammaddesi Olarak Hidrojen

• Hammadde olarak hidrojen karbonu uzaklaştırılabilir ve fosil hammadde stokunu değiştirmek için kullanılabilir.

• Şu anda rafine etmede, gübre ve kimyasal üretim için hammadde olarak 55 milyon ton hidrojen kullanılmaktadır. Bunlar temiz üretim yöntemleri ile karbondan arındırılabilir.

• Metanol ve demir üretimi gibi diğer endüstriler, fosil hammaddelerini temiz üretim yöntemleri ile elde edilen hidrojen ile değiştirebilir.

23

Karbon Geri Dönüşümü ile Kimyasal Üretimi

Hidrojen, yakalanan karbonun kimyasal maddelere dönüşmesini sağlar.

24

Hydrogen Council, 2017

Hidrojen Maliyetlerinde Beklenen Gelişmeler

Hidrojen ve uygulamalarının maliyetlerinin düşmesi bekleniyor.

25A Portfolio of Powertrains for Europe (2010); DoE Fuel Cell Technologies Office; Hydrogen Council

Önlenmesi gereken CO2 maliyeti önümüzdeki yıllarda düşmesi bekleniyor.

26Hydrogen Council, 2017

Hidrojen Maliyetlerinde Beklenen Gelişmeler

SUNUM PLANI

Hidrojen Enerji Sisteminin Gerekçesi

Hidrojen Enerjisinde Son Gelişmeler

Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Projeler

27

Hidojen Teknolojisi Dağıtılmaya Hazır

28

Hydrogen Council, 2017

29

Japonya 2020 yılına kadar 40.000 adet, 2030 yılınakadar ise 800.000 adet hidrojenle çalışan araçüretmeyi hedefliyor.

Toyota Mirai (Gelecek)

30

8 adet 480 lt’lik basınçlı hidrojen tankı 2 yakıt hücresi 2 motorAcil durumlarda binalara elektrik verebiliyor

International Association for Hydrogen Energy

31

Çin, 2030 yılına kadar 1Milyon araç ve 15.000adet hidrojen dolum istasyonu kurmayıplanlıyor.

International Association for Hydrogen Energy

32

Nikola / Bosch ortaklığıNikola One ve Nikola Two 2020 yılında yollara çıktığında, bir depo ile 1600

km gidebilecek 1000BG

International Association for Hydrogen Energy

33

Fransız Alstom firması

Aralık 2017’de Almanya’da hizmete girdi

%0 emisyon

International Association for Hydrogen Energy

HYDROGENICS

34

Ulaşım Araçları için geliştirilmiş 30-180 kW Sıfır emisyon

Ballard, Yakıt Hücresi

35

Ballard firması Siemens için Trenlerde kullanılmak üzereKasım 2017’deYakıt Pili Anlaşması imzaladılar ( $9 Milyon)

200kW’lık Siemens Mireo’yu geliştirecekler 2021’de devreye girecek %25 yakıt tasarruflu

International Association for Hydrogen Energy

36

HY4, birden fazla insanı taşıyan, hidrojenle çalışan dünyadaki ilk uçak

PIPISTREL, Hydrogenics,Ulm Üniversitesi, Alman Havacılık ve Uzay Merkezi bu önemli projede işbirliği yapmakta

International Association for Hydrogen Energy

Boeing-İnsanlı

37

20 kW PEM+Li-ionHava Kalış Süresi:20 dkKanat Genişliği: 16,3 mAğırlık:850 kgYükseklik: 3300 ft

International Association for Hydrogen Energy

Antares DLR H2-insanlı

38

30 kW PEM+Li-ion Hava Kalış Süresi: (?) Yaklaşık 4.5 saat Kanat Genişliği: 20 m Ağırlık (Boş):460 kg Ağırlık (Maks):850 kg Yükseklik: 8400 ft Tüp: 350 bar, 4.9 kg H2 (~180 litre)

International Association for Hydrogen Energy

Antares DLR H2-insanlı

39

Proje Ortaklarıo Serenergy PEM Fuel Cell (Danimarka)o BASF Fuel Cell (Almanya)o Lange Aviation (Almanya)o DLR (Almanya)

Proje Süresi: 2004-devam İlk Uçuş: 2009 İkinci Uçuş: 2012

International Association for Hydrogen Energy

VESTEL

40

Tam otonom kalkış/uçuş/inişKompozit ana yapı 70 kg Faydalı Yük taşıma kapasitesi Faydalı Yük ile 20 saat havada kalış 22.500 ft Görev İrtifası

Not: Yakıt Pili çalışmaları devam ediyor

İHA için Yakıt Pili Sistemi

41

Normal Yakıt Pili Sistemi İHA için Yakıt Pili Sistemi

SUNUM PLANI

Hidrojen Enerji Sisteminin Gerekçesi

Hidrojen Enerjisinde Son Gelişmeler

Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Projeler

42

43

DrV-TEAM

44

DrV-TEAM

45

PECVD & PVD Güneş Hücresi Üretiim Sistemi

İpek Baskı Güneş Simülatörü Taşıyıcı Ömrü

Elipsometre Profilometre Fırınlar

PVD Nanomalzemeüretim sistemi

CVD grafen üretim sistemiRAMAN&AFM

Eldivenli Kabin Güneş hücreleri üretimi

X-ışını Difraktometresi

X-ışını Floresans

Karakterizasyon Cihazları

Çıktılar

> 50 bilimsel yayın

> 150 bildiri

15 patent

30 proje

46

VESTEL-PROTOTİP1

47

48

KOYP Sistemo 3 kWeo 2 kW ısı

2352343583266

VESTEL-PROTOTİP2

49

Güneş+Hidrojen Enerji Sistemi

Oksijen Tüpleri

Hidrojen

Tüpleri

Oksijen

DC

AC

PEM

PV

Kontrol

Ünitesi

PEM

Elektrolizör

Keçiören

Devlet Has.

Acil Servis

Ana Kontrol Ünitesi

Hava

Elektrik Hattı

Gaz Hattı

Veri Hattı

KAMAG 1007-Sağlık Bakanlığı

50

KAMAG 1007-Sağlık Bakanlığı

51

KAMAG 1007-Sağlık Bakanlığı

186 adet

220W çıkış gücü

Polikristal hücre

Vmpp 28,90Vdc

PV Panelleri

52

KAMAG 1007-Sağlık Bakanlığı

50 Bar’a kadar kompresörsüz gaz üretimi

5 lt/dk Hidrojen (x8)

2,5 lt/dk Oksijen (x8)

Dünyada ilk defa, 50bar’a kadar

hidrojen ve oksijen üretebilen sistem

Enerji dönüşüm verimi %87

(mevcut ticari verimler %82)

PEM Elektrolizör

NİĞDE UNİKOP ENERJİ EVİ PROJESİ

53

PV SistemiKOYP PEM Elektrolizör FDM Terleyen Boru

Temiz Köy Projesi (NİĞDE-EDİKLİ)

54

PV Sistemi Plazmator Türbin/Gaz Motoru

(Yakın Gelecekte KOYP)

Son Söz

Kalkınmamız İçin,

Enerji Bağımsızlığımız İçin,

Özgürlüğümüz İçin,

Temiz Bir Çevre İçin,

Hidrojen Enerji Sistemi

55

56