Hibrit enerji kaynaklı insansız hava aracının enerji yönetim sistemlerinin detaylı analizi
Detailed analysis of energy management systems of hybrid energy source unmanned aerial vehicle
- Tez No: 919774
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ZEHRA URAL BAYRAK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Sivil Havacılık, Civil Aviation
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Fırat Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Havacılık Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 91
Özet
Havacılık sektöründeki teknolojik gelişmeler ve hava trafiğindeki sefer ve rota sayıları her geçen gün artmaktadır. Bununla birlikte hava araçlarının birim mesafedeki emisyon miktarları diğer toplu ulaşım araçlarına göre oldukça yüksektir. Avrupa Birliği Komisyonu 2030 yılı için karbon salınımının %50 oranında azaltmasını ve 2050 yılı için ise sıfır karbon salınımını hedeflemektedir. Bu nedenle havacılık alanında daha fazla elektrik kullanımına yönelik çalışmaların sayısı da artmaktadır. Ayrıca, batarya teknolojilerindeki gelişmeler de elektrik sistemlerine geçişi hızlandırmaktadır. Sistem verimliliğini artırmak ve enerji kaynaklarının daha uzun ömürlü olmasını sağlamak için hibrit sistemler tercih edilmektedir. Bu motivasyonla bu tez çalışmasında ana güç kaynağı olarak yakıt hücresi ve ani güç değişimlerinde yakıt hücresine yardımcı Lityum iyon (Li-iyon) bataryadan oluşan hibrit İnsansız Hava Aracı (İHA) sistemi MATLAB/Simulink ortamında modellenmiştir. Hibrit sistemlerde, enerji kaynaklarını kontrol etmek ve İHA'ların verimliliğini artırmak için Enerji Yönetim Sistemine (EYS) ihtiyaç vardır. Bu çalışmada İHA'larda kural tabanlı Termostat Açık/Kapalı, Tip-Ⅰ ve Tip-II bulanık mantık olmak üzere üç farklı EYS yapısı ayrıntılı olarak analiz edilmiştir. Bu tez çalışmasının literatüre katkısı, yakıt hücresi ve Li-iyon batarya ile çalışan bir İHA'ya üç farklı EYS yönteminin uygulanarak analiz edilmesidir. Kullanılacak sisteme ve kaynak sayısına bağlı olarak tercih edilen EYS yöntemi de farklılık gösterebilecektir. Termostat Açık/Kapalı Kontrol Stratejisinde iki kaynak aynı anda kullanılamadığı için sistemin verimi daha düşüktür. Tip-II bulanık mantık tabanlı EYS'nin benzetim sonuçları daha iyi olmasına rağmen yapı olarak daha karmaşıktır ve karar verme süresi daha uzundur. Bu nedenle, Tip-Ⅰ bulanık mantık EYS'nin çoğu uygulamada daha etkin ve yaygın olarak kullanılabileceği sonucuna ulaşılmıştır.
Özet (Çeviri)
Technological developments in the aviation sector and the number of flights and routes in air traffic are increasing every day. However, the emission amounts of air vehicles at a unit distance are quite high compared to other public transportation vehicles. The European Union Commission aims to reduce carbon emissions by 50% for the year 2030 and to zero carbon emissions for the year 2050. For this reason, the number of studies aimed at using more electricity in the aviation field is also increasing. In addition, advances in battery technologies are also accelerating the transition to electrical systems. Hybrid systems are preferred to increase system efficiency and ensure a longer life of energy resources. With this motivation, a hybrid Unmanned Aerial Vehicle (UAV) system consisting of a fuel cell as the main power source and a Lithium-ion (Li-ion) battery that assists the fuel cell in sudden power changes was modeled in the MATLAB/Simulink environment in this thesis study. In hybrid systems, an Energy Management System (EMS) is needed to control energy sources and increase the efficiency of UAVs. In this study, three different EMS structures, rule-based Thermostat On/Off, Type-Ⅰ and Type-II fuzzy logic, have been analyzed in detail in UAVs. The contribution of this thesis study to the literature is that it is analyzed by applying three different EMS methods to a UAV powered by a fuel cell and a Li-ion battery. The preferred EMS method may also differ depending on the system to be used and the number of resources. Since two sources cannot be used at the same time in the Thermostat On/Off Control Strategy, the efficiency of the system is lower. Although the simulation results of Type-II fuzzy logic based EMS are better, they are structurally more complex and the decision-making time is longer. For this reason, it has been concluded that Type-Ⅰ fuzzy logic EMS can be used more effectively and widely in most applications.
Benzer Tezler
- Çift sistem dikey kalkış ve iniş iha'larda kontrol yüzeyi arıza yönetimi
Control surface failure management in dual-system vtol uavs
BİLAL BADUR
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİKRET ÇALIŞKAN
- İnsansız hava aracıyla sağlanan fotoğraflar, CBS ve PVSYSTkullanımı ile bina çatısına kurulacak güneş paneli için uygunluk analizi
Suitability analysis for installing solar panels on building roofs using uav-sourced photos, GIS, and PVSYST
CAHİDE USAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Yönetim Bilişim Sistemleriİstanbul Teknik ÜniversitesiBilişim Uygulamaları Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAYRİ HAKAN DENLİ
- Next-generation internet of energy harvesting things
Gelecek-nesil enerji hasadı yapan nesnelerin interneti
OKTAY ÇETİNKAYA
Doktora
İngilizce
2018
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKoç ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZGÜR BARIŞ AKAN
- RIS-röle donanımlı İHA ağları: Yeni tasarımlar ve performans analizleri
RIS-relay equipped UAV networks: New designs and performance analyses
AHMET MUAZ AKTAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM ALTUNBAŞ
- Mikroişlemci denetimli hibrit sistem tasarımı ve uygulaması
Microprocessor controlled hybrid system desing and implementation
MELİKE ÇATAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Mühendislik BilimleriAfyon Kocatepe ÜniversitesiYenilenebilir Enerji Sistemleri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AHMET YÖNETKEN