Değiştirilebilir hidrojen kapsülü teknolojisi için lojistik ve üretim süreçlerinin optimum yönetimi
Optimum management of logistics and production processes for swappable hydrogen capsule technology
- Tez No: 971051
- Danışmanlar: PROF. DR. OZAN ERDİNÇ, DOÇ. DR. ALPER ÇİÇEK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektrik Tesisleri Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Hidrojen yakıt hücreli elektrikli araçların (HYHEA) yaygınlaşmasının önündeki en büyük engellerden biri, yeterli dolum istasyonu altyapısının bulunmamasıdır. Bu altyapı açığına pratik bir çözüm olarak sunulan değiştirilebilir hidrojen kapsülü teknolojisi, hidrojenin son kullanıcıya etkin bir şekilde ulaştırılması için yeni lojistik ve üretim zorlukları ortaya çıkarmaktadır. Bu tez çalışması, bu yenilikçi dağıtım modelini bir bütün olarak ele alan ve operasyonel verimliliği en üst düzeye çıkarmayı amaçlayan iki aşamalı bir optimizasyon çerçevesi sunmaktadır. Çerçevenin ilk aşaması, dağıtım ağının lojistik operasyonlarına odaklanmaktadır. Bu aşamada,“Zaman-Bağımlı ve Bölünebilir Talepli, Çoklu Seferli, Zaman Pencereli bir Araç Rotalama Problemi”formüle edilmiştir. Model, merkezi bir depodan alınan hidrojen kapsüllerinin, şehir içindeki yakıt hücreli araç kullanıcılarına hizmet veren istasyonlara en düşük maliyetle taşınması için optimum kamyon rotalarını, sefer zamanlarını ve teslimat planını belirler. Bu plan, ikinci aşama için kesin ve zaman damgalı bir talep takvimi oluşturur. İkinci aşama, merkezi üretim tesisinin operasyonlarını optimize etmektedir. Bu model, birinci aşamadan elde edilen anlık talep takvimini bir girdi olarak alır ve bu talebi karşılamak için gereken hidrojeni en düşük maliyetle üretmeyi hedefler. Model, dinamik şebeke elektrik fiyatları ile tesise entegre edilmiş fotovoltaik (FV) panel üretimini dikkate alarak, üretim, depolama ve enerji kaynağı seçimi kararlarını eş zamanlı olarak optimize eder. Hidrojen depolama tankı, bu süreçte hem fiyat dalgalanmalarını hem de yenilenebilir enerji üretimindeki dalgalanmaları dengelemek için kritik bir tampon görevi görür. Yapılan analizler, önerilen iki aşamalı modelin somut faydalarını ortaya koymuştur. Model, ilk olarak çoklu sefer gibi yeteneklerle lojistik operasyonlarını optimize ederek maliyeti %40,6 düşürmüş; ikinci olarak bu plana entegre edilen FV destekli üretimle enerji maliyetlerinde %53,9 ek tasarruf sağlamıştır. Bu sonuçlar, lojistik ve enerji sistemlerinin bütünleşmiş optimizasyonunun, hidrojen tedarik zincirlerinde hem ekonomik hem de çevresel açıdan sürdürülebilir çözümler sunma potansiyelini net bir şekilde doğrulamaktadır.
Özet (Çeviri)
One of the major barriers to the widespread adoption of hydrogen fuel cell electric vehicles is the lack of a sufficient refueling station infrastructure. As a practical solution to this gap, the swappable hydrogen capsule technology introduces new logistical and production challenges for the efficient delivery of hydrogen to end users. This thesis presents a two-stage optimization framework that holistically addresses this innovative distribution model and aims to maximize operational efficiency. The first stage of the framework focuses on the logistics operations of the distribution network. In this stage, a Time-Dependent, Split-Demand, Multi-Trip, Time-Window Vehicle Routing Problem is formulated. The model determines the optimal truck routes, trip schedules, and delivery plans to transport hydrogen capsules from a central depot to urban refueling stations serving fuel cell electric vehicle users at the lowest cost. This delivery plan generates a precise, time-stamped demand schedule for the second stage. The second stage optimizes the operations of the central hydrogen production facility. Using the real-time demand schedule obtained from the first stage as input, the model aims to produce the required amount of hydrogen at the lowest possible cost. It simultaneously optimizes production, storage, and energy source selection decisions by considering dynamic grid electricity prices and photovoltaic generation integrated into the facility. The hydrogen storage tank serves as a critical buffer to balance both price volatility and fluctuations in renewable energy output. The conducted analyses demonstrate the tangible benefits of the proposed two-stage model. First, logistics operations were optimized through features such as multi-trip routing, resulting in a 40,6% cost reduction. Second, when the photovoltaic-assisted production strategy was integrated, additional energy savings of 53,9% were achieved. These findings clearly validate the potential of integrated optimization of logistics and energy systems to deliver economically and environmentally sustainable solutions for hydrogen supply chains.
Benzer Tezler
- Hidrojen yakıt pilleri için test istasyonu geliştirilmesi
Test station development for hydrogen fuel cells
BURHAN BURAK GENÇKAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Mühendislik BilimleriBursa Teknik ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ AYETÜL GELEN
- Synthesis and characterization of hydrogen bonded side chain liquid crystalline polymers
Hidrojen bağlı yan zincir sıvı kristal polimerlerin sentezi ve karakterizasyonu
ESRA ERBİL
Yüksek Lisans
İngilizce
2011
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YEŞİM GÜRSEL
- Effect of spark plug alteration on performance and emissions using hydrogen enriched gasoline in si engine under various loads and compression ratios
Farklı yük ve sıkıştırma oranları altında hidrojen ile zenginleştirilmiş benzinli motorda farklı tip ateşleme bujilerinin motor performans ve emisyon değerlerine etkisi
OĞUZ BAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Mühendislik BilimleriÇukurova ÜniversitesiOtomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA ATAKAN AKAR
DOÇ. DR. HASAN SERİN
- Development of hypoxia activatable G-quadruplex stabiliser for the regulation of gene expression
Gen anlatımı regülasyonu yapan hipoksi ile aktifleştirilebilir G-kuadrupleks stabilizatörlerinin geliştirilmesi
BÜŞRA UYAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
BiyoteknolojiKonya Gıda ve Tarım ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SÜNDÜS ERBAŞ ÇAKMAK
- Determination of growth and dissolution rate of sodium perborate tetrahydrate in the presence of silica in a fluidized bed reactor
Akışkan yataklı bir reaktörde silis varlığında sodyum perborat tetrahidratın büyüme ve çözünme hızının belirlenmesi
DEMET ORHAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Kimya MühendisliğiMarmara ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SİBEL TİTİZ SARGUT
PROF. DR. PERVİZ SAYAN