Elektrikli Araçların Kısa Tarihçesi
İnsanlık, tarih boyunca bir yerden başka bir yere ulaşım ve nakil için araçlara ihtiyaç duymuştur. Bu ihtiyacı gidermek için hayvanların güçlerinden yararlanılarak çeşitli araçlar icat edilmiş ve uzun sürelerce kullanılmıştır. At arabaları, kağnılar bu tip araçlara örnek olarak gösterilebilir.
18. yy. da makineleşmenin artması ile insanlık kendi itiş gücüne sahip araçların üretilebilirliğini tartışmaya başlamıştır. 1705 yılında İngiliz Thomas Newcomen ve 1760 yılında James Watt, maden ocaklarında kullanılmak üzere; buharla çalışan ve güç üreten ilk makineleri yaptılar. Bunlar buhar motorlarıydı ve sanayi devrimi başlamıştı. 1769 yılında Nicholas Cugnot bir buhar makinesi ile çalışan ilk kara taşıtını tasarladı. Buhar gücü ile çalışan araçlar pek pratik ve verimli olmadı. Ve kendi itiş gücüne sahip araçlar için enerji yöntemi arayışı devam etti. Buhar gücü ile çalışan araçları elektrikli araçlar ve içten yanmalı motorlar ile çalışan araçların icadı takip etti.
Elektrikli araçların tarihi birçok kişi tarafından bilinenin aksine çok eskiye dayanmaktadır. İlk elektrikli araç modeli 1835 yılında Profesör Stratingh tarafından Hollanda’da üretildi. Aynı yıllarda (1834-1836 yılları arası) Thomas Davenport tarafından ABD’de elektrikli lokomotif yapıldı ve 1860’lı yıllarda içten yanmalı motorlar üretildi. 1885 yılında benzinle çalışan içten yanmalı motora sahip ilk otomobil Alman mühendis Karl Benz tarafından yapıldı. 20. yy. başlarına kadar geçen sürede üretilen bu araçların gelişimleri devam etti. Bu gelişim yıllarında elektrikli araçlar daha çok talep gördü. Ki piyasada bulunan tüm araçların üçte ikisi elektrik gücü ile çalışmaktaydı.
1903 yılında Henry Ford on bir yatırımcı ile birlikte Ford Motor Şirketini kurdu. 1908 yılında şirket Model T’yi seri üretime başladı ve piyasaya sürdü. Model T elektrikli araçların neredeyse yarı fiyatına satılmaktaydı. İçten yanmalı motorlar ile çalışan bu araçlarda oluşan gelişme elektrikli araçların gelişimini geçtiğimiz 10 yıla kadar yavaşlattı. İçten yanmalı motor ile çalışan araçlar egzozlarından yüksek miktarlarda karbon gazı salmaktadır. Buna bağlı olarak ülkelerin egzoz emisyon standartlarının yükselmesi, yaşanan petrol krizleri, fosil yakıt rezervlerinin azalması gibi sorunlar elektrikli araçların yeniden gündeme gelmesini sağladı.
Egzoz Emisyonları ve Elektrikli Araçlar
Günden güne gelişen teknoloji ve insan nüfusunun artması atmosfere salınan karbon gazının miktarının artmasına sebep olmuştur. Bilindiği üzere salınan bu karbon gazları atmosferde zararlı etkilere yol açmaktadır. Hatta dünyanın ömrünü kısaltmaktadır diyebiliriz.
Dünyada ekosistemin devamlılığı için karbon gazı salınımının azaltılması hatta sıfıra indirilmesi gerekmektedir. Otomotiv sektöründe karbon salınımını “egzoz emisyonu” olarak ifade edebiliriz. İçten yanmalı motorlar ile çalışan araçlarda egzoz emisyon değerleri getirilen standartlar ile günden güne azalmaktadır ancak hiçbir zamana sıfır olmayacaktır. Elektrikli araçların çalışma şekli pillerde depolanan enerjinin elektrik motoru aracılığı ile hareket enerjisine dönüştürülmesi olduğu için havaya bir gaz salınımı olmaz. Bu durumda elektrikli araçların egzoz emisyon değeri sıfırdır.
İçten Yanmalı Araçlar ve Elektrikli Araçların Farklılıkları
Elektrikli araçlar ile içten yanmalı araçlar arasındaki en büyük fark elbette motorlarıdır. Araçlar arasındaki farklılıkları daha iyi anlamak için elektrik motoru ile içten yanmalı motor arasındaki farklılıkları anlamak gerekir. İçten yanmalı motorlar çok fazla parça (piston, biyel, valfler vb.)ve aksamdan meydana gelen, gürültülü çalışan karmaşık makinalardır. Elektrik motorları ise üzerinde çok aksam bulundurmayan daha sade makinalardır; sessiz ve titreşimsiz çalışırlar. İçten yanmalı motorlarda krank mili pistonun doğrusal hareketini dönme hareketine dönüştürerek aracın hareket etmesini sağlar. Ancak içten yanmalı motorun bu karmaşıklığından dolayı verimi düşüktür. Elektrik motorları elektrik enerjisini mekanik güce çevirir. Aynı zamanda bir jeneratör olarak da mekanik gücü elektriğe dönüştürebilir. İçten yanmalı motorlar momente çok yüksek devirlerde ulaşabilir. Ancak motor maksimum momente ulaştığı zaman hızı aynı oranla hemen düşmektedir. Bir elektrik motorundan istenilen zamanda yüksek moment elde edilebilir. İçten yanmalı motor ile çalışan araçlarda moment değişimlerini dengelemek ve verimli hale getirmek için vites kutuları kullanılır. Araç motorlarından istediğimiz moment çalışma aralığı elektrik motorlarında olduğu gibidir, bu sebeple elektrikli araçlarda vites kutularına ihtiyaç duyulmaz.
Yukarıda anlattığımız farklılıklar araçlarda farklı aksam ve parçalar ile tolere edilip her iki aracın da verimi, konforu arttırılarak kullanıcıya sunulur. Örneğin gürültü sorunu izolasyon ile, titreşim problemi araç şasisi üzerine titreşim sönümleyiciler ile, moment değişimleri vites kutuları ile, elektrik motorlarının sessizliği ses için kullanılan aksamlar ile çözülebilir. Böylece araçlar kullanıcı için konforlu ve problemsiz hale gelir. İçten yanmalı motorlar ile çalışan araçlar ve elektrik motoru ile çalışan araçların en büyük farkının motorların kullandığı enerji yöntemi olduğunu açıklamıştık. Bu enerji farkı araç aksamlarında da farklılıklar oluşmasına sebebiyet vermektedir. Sıvı yakıt depoları yerine elektrik bataryaları araçlara montajlanarak motorun çalışması için gereken enerji araç üzerinde depolanmış olur. Araç yakıt depoları farklı teknolojiler ile çözüme kavuşturulmuştur. Burada dikkat etmemiz gereken bu depoların doldurulması ve içerisinde bulunan enerji ile gidilecek menzildir. Elektrikli araçların günümüzde yaygın olarak kullanılmamasının en büyük etkeni depoların istenilen sürede ve yerde doldurulamıyor olmasıdır. Bu durumu açıklamak için bir örnek verecek olursak: Sıvı yakıt ile çalışan bir aracın deposunun ancak gideceğimiz yolun dörtte birine yetecek yakıt doluyken yola çıktığımızda otoyol üzerinde belli aralıklar ile kurulan yakıt istasyonlarından araç deposunu 10-15 dakika gibi kısa bir sürede doldurup yolumuza zaman kaybetmeden devam edebiliriz. Aynı şartlar altında elektrikli bir araç ile yola çıkmış olsak araç bataryasını doldurmak için kısa bir süre yeterli olmayacaktır. Biz bataryanın kısa bir sürede dolacağını varsayarak yola çıkmış olsak bile bataryayı doldurmak için gerekli olan düzeneğe sahip yakıt istasyonunu hemen bulamayacağız. Bu sorun elektrikli araç teknolojisinin ilerlemesinde ve elektrikli araçların yaygın kullanımında bir büyük bir etmen olarak görülmektedir. Elbette bu durumu ortadan kaldırmak için gerekli dolum teknolojisi ve otoyollara sıvı yakıt istasyonlarında olduğu gibi elektrik istasyonlarının kurulması için yatırım planlamaları yapılmaktadır.
Elektrikli Araçların Yaygınlaşması Aşamaları
Elektrikli araçların halkın kullanımına yaygın olarak açılmasının elbette aşamaları olacaktır. Bu aşamalardan ilk adımın taşımacılık sektöründe olabileceği düşünülmekte ve ülkemizde de bu yönde gelişmeler yaşanmaktadır. Elektrikli araçların yaygın kullanımı için batarya dolum sürelerinin ve şarj istasyonlarının yaygın olmamasının engel olarak görüleceğini aktarmıştık. Mühendislik alanında sorunların tek bir çözüm yolu olmadığının bilincindeyiz. Bazen bir konumda engel olarak gördüğümüz durumlar farklı alanlarda tahmin ettiğimiz sorunlara yol açmayabilir ya da bu sorunları gidermek için daha basit çözümler üretilip sorun ortadan kaldırılabilir.
Elektrikli araçlarda olan şarj süresi ve şarj problemi günümüzde şehir içi taşımacılıkta ortadan kaldırılabilir. Bunun farklı çözüm yolları elbette olacaktır. Ancak ilk elden problemin çözüm kaynağı şarj süresinin, sıvı yakıt depolarının dolma süresi ile eş değer duruma getirilmesi veya araç güzergâhlarına belli aralıklar ile şarj istasyonlarının kurulması gerekmemektedir Bu sorun için kısaca düşündüğümüzde bile birçok çözüm aklımıza gelebilir. Bilindiği üzere sıvı yakıt ile çalışan şehir içi otobüslerinde yakıt depolarının doldurulması için araçların park yerlerine geri dönmesi gerekmektedir. Aynı güzergâhta elektrikli otobüslerin çalıştığı düşünülecek olursak yakıt pillerinin doldurulması için araçların yine araç park yerlerine dönmesi gerecektir. Böylece araç park yerlerine elektrikli araçlar için dolum istasyonlarının yeterli sayıda kurulması menzil sorununu ortadan kaldıracaktır.
Şarj süresi sorununu göz önüne aldığımızda araçların çalışma süreleri, saatleri ve sıraları düzgün planlama ile oradan kaldırılabilir. Araçların parkta bulunduğu süreler bataryaların doldurulması için verimli süreler olarak kullanılabilir. Kısacası bu iki sorun şehir içi taşımacılık sektöründe ilk olarak batarya teknolojilerinden bağımsız halde çözülüp elektrikli otobüsler bu sektörde aktif olarak kullanılabilir. Elektrikli otobüslerin şehir içi taşımacılıkta kullanılması birim başına düşen taşıma maliyetini azaltacaktır. Şehirlerde kullanılan elektrikli otobüs sayılarını göz önüne alırsak havaya salınan egzoz emisyon miktarında ciddi bir düşüş yaşanacaktır.
Elektrikli Otobüsler ve Yerli Üretim
Elektrikli araç üretimleri günümüzde popüler bir alan olması ile birlikte hala tam anlamı ile firmalar tarafından hâkimiyet kurulamamış bir alandır. Yerli firmaların elektrikli araç çalışmalarına ağırlık vermesi hem atmosfer kirliliğinin önüne geçilmesi için hem de sektörde yapacakları bir atılım için fırsat olacaktır. Yerli firmaların kendi sektörlerinde yapacakları her atılım ülke ekonomisine katkı sağlayacak teknolojik gelişimi hızlandıracaktır. Ülkemizde otomotiv sektöründe iş makinasından otobüse, traktöre kadar birçok alanda yerli sermaye firmalar mevcuttur. Aynı zamanda Türk Mühendislerin aktif olarak çalıştıkları Ar&Ge merkezleri ve bu merkezlerde geliştirilen ürünler mevcuttur. Ülkemiz için yerli firmaların aktif oluşu ve Türk Mühendislerin önemli projelerde ön planda olması, süreç ve ürün geliştirmesi teknik birikim açısından büyük fayda sağlamakta yine doğrudan ve dolaylı yolla ülke ekonomisine katkı sağlamaktadır.
Şehir içi ulaşımda kullanılmak üzere ülkemizde üretilen, ihraç edilen birçok elektrikli ürün mevcuttur. Bozankaya, Türkiye’nin ilk yerli %100 elektrikli otobüsünü yapan firma ünvanına sahiptir. 2014 yılından beri bu alanda çalışmalar yürütmektedir. Transist 2017 Fuarı’nda elektrikli otobüsünü tanıtmıştır. Yerli ve yabancı müşterilere satış yapmaktadır. Aynı zamanda 2020 yılı itibari elektrikli otobüslerin çeşitli patent haklarını Karsan’ın kullanımına açmıştır. Karsan elektrikli otobüsünü kısa bir süre içinde tanıtmış ve yurt dışından ilk siparişlerini almaya başlamıştır.
BMC de elektrikli otobüs üretiminde sektörde yerini almış önemli projelere imza atmıştır. Aynı zamanda ülkemizde elektrikli araç üretiminde birçok yabancı firma Türkiye’de bulunan Ar&Ge merkezlerinde araç geliştirmekte ve bu araçları ihraç etmektedir. Temsa, Mercedes Benz bu firmalara örnektir. Bu firmaların çalışmaları, geliştirdikleri ürünler ülkemize ekonomik açıdan büyük katkı sağladığı gibi aynı zamanda teknoloji birikimi açısından da büyük öneme sahiptirler. Sonuç olarak bu faaliyetlerin toplamı ekseninde yeni araç ve teknolojileri üretmeye başlamamız hızlanacak, Ar&Ge merkezlerinde çalışan mühendisler teknik birikimimizi arttıracaktır.
