40 yaşından büyük binlerce dizel motorlu tekne halen denizlerde. Hatta ticari teknelerde şu anda bile çok eski kamyon motorlarından dönüştürülerek marine edilen motorlar yeniden piyasaya sürülüyorlar. Bu eski teknolojili motorlar yeni hiçbir çevresel düzenlemeye uygun olmadıkları için çevre kirlilik oranları da yüksek.
Bilindiği gibi dizel motorlar adım adım yeni normlara uygun olarak daha az kirletici hale getirilmeye çalışılıyor. Bu konuyu daha verimli hale getirmek için hem askeri hem sivil gemilerde hibrit teknolojisi de uzun süredir kullanılmaya başlandı. Böylece verim daha da artırıldı. Hibrit sistemlerde sürekli en verimli devrinde çalışan bir dizel motor sistemi hep en iyi veriminde tutuluyor. Pervaneye iletilen güçse elektrik motoru ile yapılıyor. Bu şekilde dizel verimliliği çok iyi kullanılıyor. Örneğin denizaltılar yıllardır bu şekilde çalıştırılıyor.
Yüksek kapasiteli akü teknolojilerinin ve güneş panel sistemlerinin fiyatlarının düştüğü bugünlerde elektrik tahrikli çözümler, amatör kullanıcılar için de ekonomik hale geldi ve artık dönüşüm çanları çalmaya başladı.
Elektrik tahrikli denizaltı
Elektrikli motorların avantajları
Elektrik tahrikinin en büyük avantajı, elektrik motorlarının torkunun yüksek olması sebebiyle güç bakımından daha az beygirli motorlarla çözüm üretmesi. Diğer bir avantajı da aşırı sessiz sistemler olması. Hibrit teknolojilerdeyse dizel motorun jeneratör olarak en verimli devirlerde çalıştırılması ile hem tüketim, hem de kirlilik seviyeleri ciddi anlamda düşürülebiliyor. Üreticiye göre değişkenlik göstermekle beraber 15 kW’lık bir elektrik motoru ortalama 55 HP’lik bir dizel motorun yerini tutabiliyor. Bir de elektrik motorunun hızlı tepkisi ve ani tork aktarım avantajı var tabii ki. Zira elektrik motorlarının düşük devirlerdeki tork değeri de çok yüksek. Örneğin sıkışık marinalardaki manevralarda anlık tepkiler doğal olarak avantaj kazandırıyor.
Yelkenli teknelerde ise başka bir avantajı var. O da 4,5 knot gibi bir hızda yelkenle seyir yaparken pervanenin dönüş hızının ciddi bir elektrik rejenerasyonu sağlayabilmesidir. Hatta hız 7 knot’a çıkınca 750 watt gibi bir güç elde edebilir.
Elektrik tahrikli dizel jeneratörlü hibrit sistem
Dezavantajları
Sistemin en önemli dezavantajı başlangıç maliyetleri. Ekonomik de olsa büyük bir akü bankı yatırımı hatırı sayılır bir maliyet oluşturuyor. Uzun seyirler planlıyorsanız 10 metrelik bir motoryat için günlük 10 saatlik bir seyre yetecek akü bankını konuşlandırmak pek kolay değil. Güneş paneli ve rüzgâr jeneratörü ile işi çözmek için de küçük bir kasabayı besleyecek kadar güçlü sistem kurmak gerekir ki pratik olarak mümkün değil. Ama günümüzde teknelerin %85’i uzun seyirler yerine marinadan koya, oradan tekrar marinaya olacak şekilde kısa seyirler yapıyor. Dolayısıyla elektrik dönüşümü birçok tekne için oldukça efektif olabilir.
Elektrikli arabalarda olduğu gibi teknelerde de menzil en önemli konu. Motoryatlarda şimdilik ön hedef; 4 knot gibi düşük hızlarda altı saat seyir yapılabilecek şekilde planlanıyor. Güneşin parlak olmadığı ve rüzgârsız günlerde ise başınız biraz derde girebilir. Bu tip durumları öngörerek sistemi baştan dizel jeneratörlü hibrit sistem olarak tasarlamak akıllıca olur.
Elektrik tahrikli dizel jeneratörlü sistem kurulumu
Aküler
Bugün elektrikli teknelerin çoğu 48 V olarak tasarlanıyor. Akü olarak da halen deepcycle (derin döngülü) akü grubu da kullanılırken, LiFePO4 teknolojisi ile beraber Li-ion (Lityum-iyon) aküler de güvenli hale geldiler ve elektrik tahrikli tekneler için en ideali gibi görünüyorlar. Zira hem ağırlık hem de kullanım kapasiteleri olarak diğer akü teknolojilerine göre çok üstünler. Ama halen NMC ve LMO lityum aküler de kullanılıyor. Modern lityum sistemleri BMS (Battery management system-akü yönetim sistemleri) aracığıyla hem şarj hem sıcaklık durumları çok sıkı olarak denetlenerek performans ve güvenlik bakımından zirveye taşınıyor. Diğer bir nokta da Li-ion akülerin daha hızlı şarj olabilmeleri. Modern Li-ion aküler, kapasiteleri hızında şarj olabiliyor. Yani 100 Ah bir akü 100 A ile şarj edilebiliyor.
İntegral, araya elektrik motoru monte edilen çözüm
En iyi çözüm şimdilik hibrit
Günümüzde bu çözümlerin en ayağı yere basanı dizel elektrik hibrit. Hibritte de alt açılımlar olmakla beraber temel olarak iki tip kullanım var. Birinde pervane tahriki sürekli olarak elektrik motorundan; elektrik üretimi ise temel olarak dizel jeneratörden sağlanır. Örneğin denizaltılar ya da güneş panelleri. Zira burada pervaneyi çeviren güç elektrik motorudur ve yüksek torkundan dolayı 20 kW’lık bir motor, 75 HP’lik bir dizel motorun verdiği torku verebilir. Ayrıca dizel jeneratör ile elektrik üretilebilmesi, menzil sorunlarının da önüne geçiyor. Dolayısıyla marina giriş çıkışları, 20-40 deniz mili (kullanılacak akü bankına göre) menziller yelken ile ilerlerken pervaneden elde edilen rejeneratif elektrik enerjisi ile aküler şarj edilir. Ayrıca müsait teknelerde aküler, güneş panelleriyle de desteklenebilir. Aküler belli bir seviyeye düşünce dizel motor, otomatik olarak devreye girip aküleri şarj eder ve kesintisiz bir seyir mümkün olur.
Diğer hibrit versiyonu da dizel motor ve elektrik motorun aynı hatta bağlantılı olması dolayısıyla da pervane istendiğinde dizel tahriki ile çalıştırılabilir. İstendiğinde elektrik motoru tahrikiyle istendiği taktirde de elektrik ve dizel tahrikinin aynı anda beraber kullanılması. Bu seçenekte teknenin motor kurulumundan itibaren sistemin bu şekilde tasarlandığı çözümler olduğu gibi mevcut motorunuza entegre edilebilen çözümler de mevcut. Burada motorunuz gerektiğinde elektrik tahrikli, gerektiğinde de güçlü bir jeneratöre dönüştürülmüş bir sistem halini alıyor. Örneğin bu çözümün katamaranlarda ilginç ve verimi gözle görünür şekilde artıran bir uygulaması var. Mevcut motorları ile şanzımanların arasına monte edilen elektrik motorları ile bir motordan elde edilen elektrik, diğer taraftaki elektrik motorunu çalıştırıyor ve tek motor yakıt tüketirken iki motorla seyir yapılabiliyor. Eğer akü bankı yeterli durumdaysa da yelkenle seyir halindeyken rüzgâraltındaki elektrik motoru çalıştırılıyor böylece seyir hızı artıyor ve teknenin rüzgâraltına kayması azaltılıyor.
Ege’de adalar arası çalışan feribotlar yıllardır elektrik motorları ile kesintisiz hizmet veriyor
Güvenilirlik ve kullanım ömrü
Denizde yeniliklere kuşkulu gözle bakan bir elektronik mühendisi olarak ben bile ikna olmuş durumdayım. Zira bu yeni bir çözüm değil ve uzun yıllarda hem askeri kanatta hem de ticari gemilerde yeterince test edildiğini biliyorum.
Artık elektrik motorlarının güvenilirlikleri konusunda hiçbir sorun kalmadığını söyleyebiliriz. Çoğumuzun Ege Denizi’nde gördüğümüz Yunan Adaları arasında seyir yapan koca feribotlar da bu şekilde çalışıyor ve düşünün ki özellikle yaz mevsiminde 24 saat durmaksızın aylarca çalışıp binlerce mil yol kat ediyorlar. Doğru devirde stabil olarak çalışacak olan jeneratörünüz de normal bir dizel motorundan daha uzun ömürlü olur.
Sonuç olarak dönüşüm sizin kullanım şeklinize ve kişisel tercihlerinize göre yönlenecektir. Yılda 50-100 saat makine kullanımı olan bir denizciyseniz henüz bu çözümlere bulaşmanıza gerek yokken, işin çevreci ve duygusal yönü tabii ki sizin bileceğiniz bir iş. Ama yüzlerce saat seyir yapan bir denizciyseniz artık yatıracağınız parayı karşılama süresini hesaplamanın zamanı gelmiştir sanırım.