Denizaltılardaki havadan bağımsız tahrik sistemlerinde enerji dönüşüm uygulamalarının incelenmesi
Investigation of energy conversion applications on submarines which have air independent propulsion systems
Yazar: EMİN AKBULUT
Danışman: DOÇ. DR. ŞULE ÖZDEMİR
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Enerji = Energy

Özet:
Denizaltılar, geleneksel olarak dizel-batarya tahrik sistemi ile donatılmışlardır. Bununla birlikte bu denizaltıların bazı kısıtlamaları vardır. Dizel generatörler bataryalarını şarj etmek için deniz yüzeyine çıkmak zorundadırlar. Bu da özellikle askeri denizaltılar için istenmeyen bir durumdur. Bu nedenle denizaltılar için havadan bağımsız tahrik (HBT) sistemleri büyük önem taşımaktadır. Bu tezde, denizaltılarda kullanılan havadan bağımsız tahrik sistemleri anlatılmaktadır. Bu sistemlerden Walter türbini, kapalı çevrim dizel motor, nükleer reaktör, Stirling motoru, kapalı devre buhar türbini ve yakıt pillerinin avantajları ve dezavantajları sunulmaktadır. Nükleer reaktörlü denizaltılar HBT sistemine sahip olsalar da, çok pahalı olmaları ve ısı izlerinin yüksek olması gibi bazı dezavantajlara sahiptirler. Nükleer olmayan HBT sistemleri içinde özellikle yakıt pili diğer sistemlere göre daha fazla dikkat çekmektedir. Yakıt pilleri, uzun ömürlü ve temiz bir güç sunmaktadır. Ayrıca sessiz çalışmaları ve su dışında başka bir çıktısı olmaması gibi avantajları bulunmaktadır.
Bu tezde ayrıca denizaltılardaki dizel gibi geleneksel yakıtlar ve sıvı halde veya metal hidrit olarak depolanan hidrojen yakıt kaynakları anlatılmaktadır. Oksidan olarak sıvı halde depolanan oksijene de değinilmektedir.
Denizaltılar ya HBT sistemli olarak üretilmektedir ya da var olan denizaltılara HBT sistemleri eklenmektedir. Tezin son bölümünde, ülkemiz ve dünya ülkelerinin HBT sistemleri açısından sahip oldukları denizaltıların değerlendirmesi sunulmaktadır.

Abstract:
The submarines have traditionally been equipped with diesel-battery propulsion systems. However the traditional diesel-battery submarines have some limitations. Diesel generators charge the batteries when the submarine is at the surface. This is an undesirable situation especially for naval submarines. Therefore air independent propulsion (AIP) systems are very important for submarines. This thesis describes air independent propulsion systems used in submarines. The advantages and disadvantages of Walter turbine, closed cycle diesel engine, nuclear reactor, Stirling engine, closed cycle steam turbine and fuel cells are presented in this thesis. Nuclear propulsion submarines have some disadvantages like installation costs or high thermal sign even they have air independent propulsion.  In all non-nuclear AIP systems, fuel cells especially attract more attention than the other systems. Fuel cells offer long-lasting and clean power. Also fuel cells have many advantages like near-silent operation, no exhaust except water.
This thesis also explains the traditional fuels like diesel and hydrogen which is stored in submarines as cryogenic liquid or metal hydrate form. Oxygen which is an oxidant stored in tanks as cryogenic liquid is also explained.
Submarines can be installed with AIP systems as line fit or retro fit. At the last part of this thesis the current state of AIP systems in Turkey and the other countries which have submarines with AIP installed, are presented.