Embed Size (px)
Citation preview
31.01.2011
SAKARYA ÜNĠVERSĠTESĠ
SUNUM
Doç. Dr. ġeref SOYLU
Çev.Müh. Hülya SEMERCĠOĞLU
Hibrit Otobüs Seyir Hali Emisyonlarının Ölçüm ve Modellenmesi SAN-TEZ Projesi
Ocak 2011 Sunumu
Amaç,
Proje ekibi,
Projedeki geliĢmeler,
Proje dahilinde gerçekleĢtirilen raporlar, yayınlarve sunumlar
Ağustos-Aralık 2010 ve Ocak 2011’degerçekleĢtirilen testlerin analizi
Sonuçlar
ĠÇĠNDEKĠLER
Hibrit ġehir Otobüsleri için Seyir Hali Emisyon TestProtokolünün ve Emisyon Faktörlerinin Belirlenmesi,
Emisyonların ve Yakıt Sarfiyatının Minimize EdilmesiĠçin Optimizasyon Stratejisinin Belirlenmesi,
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
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)
DanıĢman AraĢtırmacı Prof.Dr. Etem Köklükaya
AraĢtırmacı Yrd.Doç. Dr. Mahnaz Gümrükçüoğlu
Proje AraĢtırmacısı Çevre Müh. Bahtiyar Koç (mezun)
Proje Teknisyeni Ali Fuat Ġskender
Proje Teknisyeni Ar. Gör. Burcu Der
TEMSA AR&GE
TEMSA AR&GE Müdürü Ġbrahim Eserce (Endüstriyel KuruluĢ Temsilcisi)
Makine Yük. Müh. Burak Kıray
Mekatronik Yük.Müh. Ali Turan (ayrıldı)
Makine Yük. Müh. Berç Uluk (ayrıldı)
Proje Ekibi
Proje BaĢlama ve BitiĢ Tarihleri 2008 Ekim - 2011 Ekim
Hibrit Prototipin Hazırlanması
Otobüsün hazırlanması
Hibrit aksamın tedarik edilmesi ve kurulması
Emisyon Ölçüm Sistemlerinin Hazırlanması
Gaz Emisyon Ölçüm Sistemi
PM ve PN Ölçüm Sistemi
Projedeki GeliĢmeler
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 (2010)
Raporlar, sunumlar, yayınlar
Proje kapsamında yapılan
temel çalışmalar
Dizel emisyonları,
Emisyon standartları ve ölçüm
yöntemleri,
Emisyon giderim yöntemleri,
SürüĢ çevrimleri incelenmiĢtir.
Adapazarı Büyük ġehir Belediyesine ait otobüs güzergâhlarınınkarakteristikleri incelenmiĢtir.
Emisyonlar envanterleme çalıĢmaları yapılarak belirlenen bugüzergâhlarda hibrit teknolojisinin verimli kullanım ĢartlarıaraĢtırılmıĢtır.
Hibrit otobüsün seyir hali emisyon ve yakıt ekonomisiavantajlarının belirlenebilmesi için ön hazırlık olarak Euro 4Konvansiyonel otobüs ile de ölçümler yapılmıĢtır.
32 Evler Hattı Hız Profili
0
10
20
30
40
50
60
70
0 500 1000 1500
Zaman (s)
Hız
(k
m/h
)
Gerçek dünya koĢullarında trafik, yol ve çevre koĢullarının emisyon
oluĢumuna ve yakıt tüketimine etkileri incelenerek yapılacak
optimizasyon çalıĢmaları belirlenmiĢtir.
Temsa Hibrit Avenue prototip otobüsünde seçilen otobüs hatlarında
seyir hali emisyon ölçümleri devam etmektedir.
Test Güzergahları
ÇarĢı- 32 evler-BeĢköprü
ÇarĢı- Karaman
SAÜ kampus-ÇarĢı
ÇarĢı- 32 Evler
Hız-Yükseklik Profilleri
Çarşı- 32 Evler Hattının Yol Karakteristikleri
Ağustos Ocak
32 Evler ÇarĢı- 32 Evler ÇarĢı- 32 Evler ÇarĢı- 32 Evler ÇarĢı- 32 Evler
Max. Hız (km/h) 64 58 57 51 53
Ort. Hız (km/h) 18 16 14 13 15
Mesafe (km) 16.5 7.9 7.9 8.6 7.9
Dur-kalk sayısı 56 32 35 37 33
BaĢlangıç
Yükseklik (m) 33 27 35 32 32
BitiĢ Yükseklik
(m) 34 112 109 116 115
Yükseklik Farkı
(m) 1 85 74 84 83
SAU Kampus-ÇarĢı
Hız-Yükseklik Profilleri
Ağustos Aralık Ocak
SAU Kampus-ÇarĢı
Max. Hız (km/h) 57 59 51 52 55 57 56
Ort. Hız (km/h) 20 20 16 16 16 16 15
Mesafe (km) 11.5 11.5 12.8 11.5 11.3 11.5 11.5
Dur-kalk sayısı 29 28 35 40 39 41 42
BaĢlangıç Yükseklik
(m) 187 187 200 185 192 188 183
BitiĢ Yükseklik (m) 36 39. 25 42 31 33 36
Yükseklik Farkı (m) -150 -148 -174 -142 -160 -154 -146
SAU Kampus- Çarşı hattının yol karakteristikleri
Karaman-ÇarĢı
Hız-Yükseklik Profilleri
Çarşı-Karaman hattının yol karakteristikleri
Ağustos Ocak
ÇarĢı- Karaman
Max. Hız (km/h) 69 69 68 68
Ort. Hız (km/h) 30 32 24 23
Mesafe (km) 14,5 14,6 14,6 14,7
Dur-kalk sayısı 24 23 34 31
BaĢlangıç Yükseklik 35,6 34,2 32,4 36,5
BitiĢ Yükseklik 86,4 79,7 84,5 85,7
Yükseklik Farkı 50,8 45,5 52,1 49,2
Hibrit Sistem Enerji - Yakıt Kazanımı
ÇarĢı-Kampus Kampus-ÇarĢı ÇarĢı-Karaman Karaman-ÇarĢı 32 Evler
Enerji Kazancı
(%) 16.81 24.29 21.26 20.34 21.72
Yakıt kazancı (kg) 1.14 1.08 1.49 1.35 1.84
Yakıt kazancı (l) 1.34 1.27 1.76 1.59 2.16
Dur-Kalk sayısı 25 29 24 28 56
Yakıt Kazancı /
Dur- Kalk sayısı
(l/ dur-kalk)
0.05 0.04 0.07 0.06 0.04
ELFA hibrit sistem akım Ģeması
ELFA hibrit sistem parçaları
ÇarĢı-karaman hattı Hibrit Sistem Parametreleri
530 540 550 560 570 580 590-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
Time, second
P eng, Engine Power, kW
SOC, Ultracapacitor state of the charge, %
P sys, Vehicle Traction Power
P gen, Generator Power, kW
vspeed, Vehicle Speed, km/h
P ES fst, Feedback power, kW
32 Evler Hattı için Hibrit Sistem Parametreleri
100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300-150
-100
-50
0
50
100
150
Time, seconds
SOC, state of the charge, %
P sys, traction power, kW
vspeed, km/h
P gen, generator power, kW
Zaman,saniye
1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 20000
50
100
150
200
250
300
350
400
time, second
P eng, kw
altitude, m
vspeed, km/h
NOx/5
Exhaust Temp., degree C
Zaman,saniye
32 Evler Hattı için Motor Parametreleri
32 Evler Hattı için Motor Güç Haritası
Engine Speed, rpm
En
gin
e L
oa
d, %
750 1000 1250 1500 1750 2000 225010
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0
20
40
60
80
100
120
140
160
Engine Power Map, kW
32 Evler hattı için motor hızı- motor yükü frekans haritası
Engine Speed, rpm
En
gin
e lo
ad
, %
750 1000 1250 1500 1750 2000 2250
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
100
200
300
400
500
600
frequency map
32 Evler Hattı için sıcaklık haritası
Engine speed, rpm
En
gin
e lo
ad
, %
750 1000 1250 1500 1750 2000 2250
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
200
220
240
260
280
300
320
340
Exhaust temperature map, degree C
32 Evler Hattı için NOx emisyon haritası
Engine Speed, rpm
En
gin
e lo
ad
, %
750 1000 1250 1500 1750 2000 2250
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
200
400
600
800
1000
1200
1400
NOx map, ppm
32 Evler hattı için CO2 emisyon haritası
Engine speed, rpm
En
gin
e lo
ad
, %
750 1000 1250 1500 1750 2000 2250
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
CO2 map, %
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
ÇarĢı-Karaman Hattı için Motor Güç Haritası
Engine speed(rpm)
En
gin
e L
oa
d (
%)
750 1000 1250 1500 1750 2000 2250
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0
20
40
60
80
100
120
140
160
enpowermatrix
ÇarĢı-Karaman hattı için motor hızı- motor yükü frekans haritası
Engine speed, rpm
Eg
ine
lo
ad
, %
750 1000 1250 1500 1750 2000 2250
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
frequency map 20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
220
Engine speed, rpm
En
gin
e lo
ad
, %
750 1000 1250 1500 1750 2000 2250
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
CO2 map, gr/s
5
10
15
20
25
ÇarĢı-Karaman hattı için CO2 emisyon haritası
ÇarĢı-Karaman hattı için sıcaklık haritası
Engine speed, rpm
En
gin
e lo
ad
, %
750 1000 1250 1500 1750 2000 2250
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Temperature map
250
260
270
280
290
300
310
320
330
ÇarĢı-Karaman hattı için NOx emisyon haritası
Engine speed, rpm
En
gin
e lo
ad
, %
750 1000 1250 1500 1750 2000 2250
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0
100
200
300
400
500
600
700
800
NOx map
Testler, Sakarya BüyükĢehir Belediyesine ait
3 farklı (farklı hız, yükseklik ve trafik
yoğunluğu gibi yol karakteristiklerine sahip)
belediye otobüsü hattında hibrit sistem
çalıĢma parametreleri ve emisyon
parametreleri incelenerek gerçekleĢtirilmiĢtir.
SONUÇLAR
Hibrit sistem çalıĢma parametrelerini
incelediğimizde enerji ve yakıt kazancının
hız, yükseklik ve dur-kalk sayısına bağlı
olarak değiştiği görülmüĢtür.
Kampus-ÇarĢı hattında
dur-kalk sayısı : 29,
ortalama hız : 20km/h
yükseklik farkı : -150m
enerji kazancı : 24.29%,
yakıt kazancı : 1.27 L
olarak belirlenmiĢtir.
ÇarĢı-Karaman hattında
dur-kalk sayısı : 24,
ortalama hız : 30 km/h
yükseklik farkı : +50 m
enerji kazancı : 21.26%
yakıt kazancı ise : 1.76 L
olarak belirlenmiĢtir.
32 Evler hattında ise
dur-kalk sayısı : 56ortalama hız : 18 km/hyükseklik farkı : 0 menerji kazancı : 21.72%yakıt kazancı : 2.16 Lolarak belirlenmiĢtir.
Ultrakapasitör kapasitesinin 2.6 kW-h olduğu
düĢünüldüğünde, Ģarj-deĢarj seviyelerindeki
artıĢların enerji kazancını ve yakıt
tasarrufunu artıracağı görülmektedir.
SCR sistem sıcaklığının 250C’nin üzerinde olduğu bölgelerde NOx emisyonlarının etkin bir Ģekilde indirgendiği görülmüĢtür.
TEŞEKKÜRLER
SORULAR
