Güneş Arabası
Yalnızca elektrikle ilerleyen otomobiller düşüncesi 1900’lerin başından beri var. Ne var ki bu düşünce petrol ürünleriyle çalışan otomobiller arasında hep küçük bir orana sahip oldu. Bu anlamda güneş enerjisiyle çalışan otomobiller de aslında elektrikle çalışan otomobil demek. Güneş enerjisinin elektrik enerjisine dönüştürülerek kullanılmasıyla otomobile itiş gücü sağlanması amaçlanıyor. Bunun için otomobilin üstüne yerleştirilen özel parçalar kullanılıyor. Elektrik enerjisine dönüştürülen güneş ışığı bir pilin içinde depolanıyor. Hans Tholstrup ve Larry Perkins’in 1983 yılında Avustralya’da Perth’ten Sydney’e kadar Güneş enerjili bir otomobille gitmesiyle gözler bir anda bu otomobillere çevrilmişti. Bu otomobiller geleceğin otomobilleri olabilir miydi? O tarihten günümüze dek pek çok kişi güneş arabaları üzerinde çalışmayı sürdürdü. Her yıl yapılan çeşitli yarışlarda bu otomobiller geliştiriliyor.
Güneş enerjisiyle çalışan bir otomobilin ana parçaları üç aşağı beş yukarı şöyle:
Motor: Otomobilin hareket etmesini sağlayan bölüm
Motor düzenleyicisi: Motora ne kadar elektrik gideceğini ayarlar, enerji akışını düzenler.
Güneş aksamı: Bu aksam otomobilin üzerinde bulunan güneş panellerinden oluşur. Bir otomobilin üzerinde kaç tane panel olacağı aracın tasarımına göre değişir.
Mppt (maximum point power tracker, Enerjiyi düzenleyen birim): Bu parça Güneş aksamından gelen enerjiyi en üst düzeye ulaştırır. Aracın üzerindeki güneş aksamı çeşitli bölümlere ayrılmıştır ve her bölüm mppt’ye bağlıdır. Bu birim her biri farklı oranlarda elektrik üreten birimlerin verimliliğini en üst noktaya çıkarır. Bu birim olmasa, otomobil yalnızca güneşten o anda gelen verimsiz bir enerjiye mahkumdur.
Piller: Burada elektrik depolanır. Bu piller olmasaydı güneş enerjili otomobillerin makul bir performans sergilemesinden söz edemezdik. Güneş enerjisiyle hareket eden bir otomobil, saatte ortalama olarak 70-120 km hıza ulaşabilir. Otomobil bu hızı, kullandığı pillerine borçludur. Araç, piller sayesinde ortalama hızını bulutlu havalarda, tünelde ya da yağmur altında koruyabilir. Oysa bu piller olmasaydı otomobillerin hızı saatte yalnızca 10-20 kilometre olabilirdi.
Gövde Tasarımı: Güneş enerjili otomobiller için bugüne dek birçok farklı tasarım kullanıldı. Formula 1 yarışlarında yarışan otomobillerin aksine, Güneş enerjisiyle çalışan otomobillerin yarışlarında belirlenmiş tek bir tasarım kullanılmıyor. Motoru soğutacak radyatör gibi parçaları olmadığı için normal otomobillere göre daha avantajlı oldukları bile söylenebilir. Güneş’ten olabildiğince yararlanmak için gövdeleri genellikle uzun ve geniş tasarlanır. Yere yakın ve düz olan yüzeyiyle, sürtünmeye ve havanın direncine karşı daha dayanıklıdır.
Şasi: Aracın şasisi her şeyin üzerine kurulduğu ve aracı bir arada tutan parçadır. Aracın gövdesiyle şasisinin bir olduğu yumurta tipli tasarımlar olduğu gibi farklı geliştirilmiş otomobiller de bulunuyor.
Malzeme: Otomobillerin yapılmasında olabildiğince hafif malzemeler tercih ediliyor. Teknolojinin de gelişmesiyle oldukça hafif malzemeler üretilir oldu. Bazı tasarımcılar otomobillerini fiberglas ya da karbon fiberden yaparken, kimileri de bambu, pirinçten yapılmış kağıt gibi malzemeler kullanıyor.
Tekerlekler: Güneş enerjisiyle çalışan otomobillerin tekerlekleri normal otomobillerinki gibi değil. Onlar gibi seri halde üretilip her yerde bulunmuyor. Bununla birlikte bunları yapan üreticiler var. Normal bir otomobilde bir tekerleğin dönüş direnci 11-13 kg/ton iken, bu oran güneş enerjisiyle çalışan otomobillerde 2,5 kg/ton’a kadar düşüyor.
Frenler: Güneş enerjisiyle çalışan otomobillerde iki tür fren kullanılıyor. İlk tür fren elektrikli. Elektrik motoru, gerektiği zaman güç keserek aracın yavaşlamasını sağlıyor. Bunun yanında tıpkı normal otomobillerdeki mekanik frenlerin benzerlerini görmek de mümkün. Ama Güneş enerjisiyle çalışan otomobillerin yavaşlamak için normal otomobillere göre daha az güce ihtiyacı olduğu için frenler daha küçük. Bunlardan başka bisiklet ve motosikletlerde kullanılan türden frenler de bu araçlarda kullanılabiliyor.
Tüm bunlardan başka, otomobilin performansını etkileyen başka şeyler de var elbette. Bunlardan biri güneş hücrelerinin verimliliği. Bir hücre ne kadar verimliyse o kadar iyi elektrik üretir. Bu verimlilik yüzde 8 ile yüzde 26 arasında değişebilir. Bunu daha iyi anlamak için şöyle düşünelim: Öğle saatlerinde güneş, metrekarede 1000 watt enerji üretir. Bir Güneş pilini yüzde 20,5 verimle kullanırsak elde edeceğimiz enerji, metrekarede 205 watt olur. Güneş enerjisiyle çalışan ortalama bir otomobildeyse yaklaşık 8 metrekare güneş paneli bulunur.
Kaynak: TÜBİTAK Bilim ve Teknik Dergisi
Daha fazla bilgi için buraya tıklayarak pdf dosyasını indirebilirsiniz.