Uzay uydularında kullanılan Li-ion bataryaların enerji gereksinimleri
Energy requirements of Li-ion batteries used in space satellites
Yazar: ZARIFA GULIYEVA
Danışman: PROF. DR. TAHİR HİKMET KARAKOÇ ; DOÇ. DR. ÖZGE YETİK
Eskişehir Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Sivil Havacılık Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Havacılık ve Uzay Mühendisliği = Aeronautical Engineering
Dizin: Analitik hiyerarşi süreci = Analytical hierarchy process ; Batarya = Battery ; Meteorolojik uydular = Meteorological satellite ; İletişim uyduları = Communication satellites

Özet:
Teknoloji her geçen gün bütün alanlarda olduğu gibi havacılık ve uzay alanında da ilerlemektedir. Uzay araştırmaları geniş bir alanı kapsayarak yaşamımızı en iyi düzeye getirmeyi amaçlamaktadır.İnsana hep ilginç gelen uzay konusu 1900'lü yılların ortalarında teknoloji ile birleştirilerek insanlığa daha faydalı olmaya başlamıştır. Uzaya fırlatılan ve belirlenmiş bir amaçla herhangi bir gezegenin yörüngesinde veya üzerinde hareket ederek insanoğlunun çeşitli bilgiler edinmesine yardım eden uydular telekomünikasyon, TV yayımı, meteoroloji, savunma, optik gözlem, haritacılık ve diğer amaçlara ulaşmayı hedefler. İnsanoğlunun en büyük başarısı olmasının yanı sıra farklı alanlar hakkında daha derin bilgilere hızlı şekilde ulaşmaya yardımcı olur. Bu çalışmada uyduların önemli bileşenlerinden olan elektrik-güç sistemi ve sistemler arası enerji dağılımları sağlayan bataryalar ile ilgili enerji gereksinimleri ele alınmıştır.
Uzayda uydular için en önemli faktör düşük ağırlık, yüksek kapasite ve uzun yaşam ömrüdür. Bu nedenle elektrik sistemlerinin ağırlığını en aza indirerek, maksimum enerji yoğunluğuna ulaşmak amaçlanır. Uyduların amaçlarına ve yörüngelerine (LEO, MEO, GEO, HEO yörüngeleri) uyacak şekilde bataryaların tasarım ve seçiminin önemi, en verimli bağlanma modelleri araştırılmıştır. Uydular için batarya tasarımları ile ilgili literatür taraması yapılmıştır. Uzay araçlarında kullanımı mevcut olan en iyi batarya üretici firmaları ve onların üretmiş olduğu Li-ion bataryalarının özellikleri incelenmiş ve sunulmuştur.
Yeni nesil Li-ion bataryaların ve Ticari Kullanıma Hazır (COTS) bataryaların özellikleri ve uzay uydularında kullanımı incelenmiş, uzayda tüm sisteme etki edebilecekfaktörler araştırılmıştır.

Abstract:
Technology is advancing in all areas, including aviation and space. Space research aims to improve our lives in many aspects. The subject of space has always been interesting to humans and it began to be more beneficial to humanity when it was combined with technology in the mid-1900s. Satellites launched into space and moving in the orbit or on the surface of any planet with a predetermined purpose help humans
acquire various information, aiming to achieve telecommunications, TV broadcasting, meteorology, defense, optical observation, cartography, and etc. In addition to being one of humanity's greatest achievements, it has also helped us quickly access deeper knowledge in different fields. This study focuses on the important components of satellites, such the electrical power system and batteries that provide inter-system energy distribution.
For satellites, the important factors are low weight, high capacity and long lifespan. Therefore, main aim is to minimize weight of electrical systems and achieve maximum energy density. The importance of battery design and selection according to the objectives and orbits of satellites (LEO, MEO, GEO, HEO orbits) has been investigated, along with the most efficient connection models. A literature review on battery designs for satellites has been conducted. The characteristics of the best battery manufacturers currently used in space vehicles and their Li-ion batteries have been examined and presented.
The features and usage of next-generation Li-ion batteries and Commercial Off-The-Shelf (COTS) batteries in space satellites have been explored, and factors that can impact the entire system in space have been investigated.