Elektrikli araçların kablosuz şarjı için mikro şebeke istasyonunun performans değerlendirmesi
Performance evaluation of microgrid station for wireless charging of electric vehicles
Yazar: ABUBAKER MILAD ABDALLA SHABAAN
Danışman: DOÇ. DR. FATİH KORKMAZ
Çankırı Karatekin Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Elektrik Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Akıllı şebekeler = Intelligence networks ; Elektrikli araçlar = Electric vehicles ; Mikro şebeke sistemi = Microgrid system

Özet:
Son on yılda, elektrikli araçlar, sera gazı emisyonlarını azaltarak iklim değişikliğiyle mücadele etmeye yönelik küresel çabada niş bir üründen ana akım bir çözüme dönüşmüştür. Artan popülaritelerine rağmen, elektrikli araçların geniş çapta benimsenmesi, mevcut şarj altyapısının yetersizliği nedeniyle engellenmektedir. Bu sorunu ele almak için, elektrikli araçların kablosuz şarjı için mikro şebeke istasyonlarının uygulanması umut verici bir çözüm olarak ortaya çıkmaktadır. Bu tez, mikro şebeke istasyonlarının güvenilirlik, verimlilik ve yaygın uygulanabilirliğine odaklanarak kapsamlı bir değerlendirme yapmaktadır ve böylece sürdürülebilir ulaşımda kritik bir girişim olarak konumlandırılmaktadır. Bu çalışma, mevcut elektrikli araç şarj altyapısının zorluklarını değerlendirerek mikro şebeke istasyonlarının performansını incelemeyi amaçlamaktadır. Bu istasyonların, kullanıcı deneyimini basitleştirilmiş şarj süreçleri, bilgilendirilmiş politika kararları ve elektrikli araç altyapısına yapılan yatırımlarla artırma potansiyelini araştırmaktadır. Mikro şebekelerin kablosuz şarj teknolojisiyle entegrasyonu, teknolojik yenilikleri ve ekonomik fırsatları teşvik edebilmektedir. Araştırma, mikro şebeke istasyonlarının sürekli güç sağlamadaki güvenilirliğini, güç aktarımı ve enerji kullanımı açısından verimliliklerini değerlendirmekte ve büyük ölçekli dağıtım potansiyellerini incelemektedir. Anahtar bulgular arasında, maksimum güç noktası takibi (MPPT) DC-DC yükseltici konvertör ile donatılmış güneş enerjili bir mikro şebeke istasyonunun yüksek verimliliği yer almakta olup, yenilenebilir enerji sistemlerinde enerji kullanımını optimize etmenin önemini vurgulamaktadır. İndüktif ve kapasitif kablosuz şarj yöntemleri arasındaki karşılaştırmalı analiz, ilgili verimliliklerini ve operasyonel inceliklerini ortaya koymakta ve indüktif şarjın %91,17'lik daha yüksek bir verimlilik gösterdiğini belirtmektedir. Bu çalışma, mikro şebeke istasyonlarının fizibilitesi ve ölçeklenebilirliği konusunda önemli bilgiler sağlamakta ve sürdürülebilir ulaşım çözümlerinin ilerlemesine katkıda bulunmaktadır. Mikro şebeke istasyonlarının elektrikli araç şarj altyapısını devrim niteliğinde dönüştürme potansiyelini vurgulamakta, böylece elektrikli araçların daha geniş çapta benimsenmesini kolaylaştırmakta ve çevresel sürdürülebilirliğe katkıda bulunmaktadır.

Abstract:
Over the past decade, electric vehicles have transitioned from a niche product to a mainstream solution in the global effort to mitigate climate change by reducing greenhouse gas emissions. Despite their growing popularity, the broad adoption of electric vehicles is hindered by the inadequacy of the current charging infrastructure. Addressing this issue, the application of microgrid stations for wireless charging of electric vehicles emerges as a promising solution. This thesis conducts a comprehensive evaluation of microgrid stations for wireless charging, focusing on their reliability, efficiency, and feasibility for widespread implementation, thereby positioning them as a critical endeavor in sustainable transportation. The study aims to address the challenges of the current electric vehicle charging infrastructure by evaluating the performance of microgrid stations for wireless charging. It explores the potential of these stations in enhancing the user experience through simplified charging processes, informed policy decisions, and investment in electric vehicle infrastructure. The integration of microgrids with wireless charging technology is also expected to stimulate technological innovation and economic opportunities. The research investigates the reliability of microgrid stations for wireless charging in consistently supplying power, evaluates their efficiency in terms of power transfer and energy utilization, and explores their potential for large-scale deployment. Key findings include the high efficiency of a solar-powered microgrid station equipped with a makimum power point tracking DC-DC boost converter, underscoring the importance of optimizing energy usage in renewable energy systems. A comparative analysis between inductive and capacitive wireless charging methods reveals their respective efficiencies and operational nuances, with inductive charging showing a higher efficiency of 91.17%. This study provides significant insights into the feasibility and scalability of microgrid stations for wireless charging, contributing to the advancement of sustainable transportation solutions. It underscores the potential of these stations to revolutionize the electric vehicle charging infrastructure, thereby facilitating the broader adoption of electric vehicles and contributing to environmental sustainability.