TSK Icin Stratejik Bir Guc Uretim Sistemi Yolda

Dunyada da henuz calismalari devam eden superkritik karbon dioksit (S-CO2) kullanan guc uretim sistemleri konusunda ulkemizde de calismalar yapiliyor.

Bu konudaki calismalari belirli bir noktaya gelen Idealab Operasyon Muduru Hayri Ozturan ile bir mulakat gerceklestirdik.

Yazida, oncelikle medyada tamami yer alamayan basin bultenlerinin tamamini ve devaminda da soru cevap kismini bulabilirsiniz.

TÜRK DENİZALTILARININ DENİZ ALTINDA KALMA SÜRESİ 5 GÜNDEN 90 GÜN GİBİ REKOR BİR SÜREYE ÇIKARILIYOR

Türk mühendislerinin üzerinde çalıştıkları sıkıştırılmış karbondioksit kullanan güç üretim sistemi hayata geçtiğinde TSK envanterine kayıtlı denizaltılarında snorkelsiz su altında kalma süresi nükleer denizaltılar seviyesine çıkacak.

Teknopark İstanbul’da faaliyet gösteren İdealab, karbondioksit gazını kullanarak oluşturduğu yenilikçi güç üretim sistemi ile geleneksel motor sistemlerine göre daha verimli ve yüksek yoğunluklu bir güç üretimi sağlıyor. Sistemin denizaltılara uyarlanması ile denizaltılarımızın suyun altında kalma süresi katlanarak artacak.

NÜKLEER YAKIT SİSTEMİ KULLANAN DENİZALTILARA EŞDEGER

Fransa, Almanya ve İsveç gibi ülkelerde yer alan dünyadaki geleneksel denizaltı üreticileri dizel motor ile çalışan sistemler üretiyor. Bu denizaltıların ortalama denizde kalma süresi 5 gün civarı. Türkiye son olarak Almanya’dan aldığı, Gölcük’te inşası devam eden ve yakıt hücresi ile çalışan sistemden oluşuyor ve snorkelsız 15 gün sualtında kalabiliyor. Nükleer reaktör ile çalışan denizaltıları ise sadece ABD ve Rusya Federasyonu gibi sayılı ülkeler üretebiliyor. Nükleer yakıt kullanan bu denizaltılar 3 ay denizin altında kalabiliyor.

Idealab tarafından üretilecek güç sistemi ise nükleer yakıta eşdeğer bir enerji sağlayarak 90 gün su altında kalmayı sağlayacak ve 15 bin km menzile sahip olacak. Bu sistem ile Türkiye stratejik bir güç kazanarak bu alanda sınıf atlayacak.

KARBONDİOKSİT GAZI SIKIŞTIRILARAK BÜYÜK ENERJİ ORTAYA ÇIKARTILIYOR

Güç sistemi prensip olarak buharlı üretim yapan sistemlere benzerlik gösteriyor. Sistemde buhar yerine karbondioksit gazı kullanılıyor. Sıcak gaz süper kritik bölge olarak adlandırılan alanda bir kompresör vasıtasıyla sıkıştırılıyor. Sonra özel olarak tasarlanmış bir ısıtıcı vasıtası ile basınçlandırılmış gaz ısıtılıyor.

Süper kritik alan olarak ifade edilen bölgede sıcaklık 700 derecenin üzerine kadar çıkabiliyor. Isınmış basınçlı gaz bir tribünden geçirerek mekanik enerji elde ediliyor. Daha sonra elektrik enerjisine çevrilerek ana tahrik motoruna iletiliyor.

AMERİKALILAR İLE YARIŞIYORLAR

Karbondioksit gazını kullanan güç sistemleri üzerinde Amerika, Almanya ve Güney Kore gibi ülkeler de yoğun olarak çalışıyor. Amerika Enerji Bakanlığı ve ünlü motor üreticisi firmalar 6 yıl sürecek pilot uygulamalar için fonlamalarını en yüksek seviyelerde sürdürüyor. Buna karşın Türkiye bu alanda daha önde yol almakta.

İdealab’ın Savunma Sanayii Müsteşarlığı ve TUBİTAK tarafından da desteklenen projesinde 2017’de prototip üretimi yapılarak pilot tesis kurulacak. Daha sonra deniz platformlarına uygulama yapılacak.

Çalışan ve kendini ispat etmiş sistemelerin 2023’de TSK envanterinde çalışan MİLGEM gibi yüzer platformlara da uygulanması hedeflenmekte.

25 KAT YER AVANTAJI SAĞLIYOR

Sistemin en önemli özelliği normal motor ve güç sistemlerine göre 25 kat küçültmesi. Bu alan denizaltılar için çok kritik özelliğe sahip. Torpido büyüklüğü kadar bir alana kaplayacak sistem snorkelsiz dalma süresini 90 güne çıkartmasının yanında, 15 bin km menzil, yüksek nitelikli iş gücü istihdamı ve ihracat imkanlarını da sağlaması açısından kritik öneme sahip. Sistem 1200 metrelik derinliklerdeki basınca dayanabiliyor.

Idealab Operasyon Müdürü Hayri Özturan, nükleer denizaltının ABD ordusuna maliyetinin 2.5 milyar dolar olduğunu, bunun büyük kısmının ise güç üretim sistemi maliyeti olduğunu söyleyerek kendilerinin geliştirdikleri sistemin kullanıldığı denizaltı maliyetinin ise 350 milyon dolar olduğunu kaydetti.

OKYANUSUN DERİNLİKLERİNDE SESSİZLİK

Denizaltılarda en stratejik noktalardan biri ses yayınımıdır. Dizel motorun sesi 2 bin kilometreden duyuluyor. Karbondioksit yakıt ile çalışan güç düzeni ise sesi 20’de bire indiriyor.

Idealab Operasyon Müdürü Hayri Özturan “Denizaltı suyun üzerine çıktığı zaman hemen hedef oluyor. Suyun altında kaldığı sürece stratejik bir silah. Denizaltının oluşturduğu ses yayınımı ise tespit edilebilirlik açısından hayati öneme sahip” diye konuştu.

SORU CEVAP:

TO: Sistemde kullanilacak sıkıştırılmış CO2 hakkinda bilgi verebilir misiniz?

HÖ: CO2 Çevrim içinde tüketilmiyor, hatta dizel ve oksijen reaksiyonu sonucu üretiliyor, fazlası özel tasarım eksoz ile dışa atılıyor. Sistem yüksek basınçta çalıştığı için bunun için ayrı bir pompalama gerekmiyor.

TO: Cevirim esnasinda CO2 turbinden gectikten sonra sogutulmasi gerekli. Buyuk sistemlerde, ozellikle denizaltilarda, ısının atilmasi veya atilan isinin denizaltinin yerini belli etmesi gibi problemlere yol acabilir mi?

HÖ: CO2 içindeki ısı mümkün olduğu kadar sistem içinde geri kazanılıyor, Deniz suyu ile olan soğutma CO2 sıcaklığını 80-90 derecelerden Deniz suyu sıcaklığının 3-5 derece üstüne kadar soğutuluyor.

TO: Cabuk devreye alinip/cikartilabilen bir sistem midir?

HÖ: Sistem dönen elemanları küçük olduğundan devreye alma süresi çok kısadır. (1-3 dakika)

TO: Nukleer yakita esdeger bir enerjiden bahsetmissiniz. Nukleer reaktore sahip denizaltilar gorevlerini guc uretimi acisindan sure kisitlamasi olmaksizin surekli yuksek hizlarda (genelde 20+ knot) icra edebilirken; 90 gun ve 15.000 km kistaslarindan yola cikarsak, sisteminizin entegre edildigi denizaltilarda surekli ortalama hizin 4 knot civarinda olacagi farkediliyor. Bu da AIP’li denizaltilarda PEM fuel cell devrede iken elde edilen enerji ile yapilabilen ~6 knot hizin sadece 2/3’u oraninda. Bu konuda biraz bilgi verebilir misiniz?

HÖ: 90 Gün 15.000 km menzil 86-90 ton dizel yakıt ve belli bir görev profili ile hesaplandı. 3,5 MW’lık bir sistem için görev profili menzil ve hız olarak şöyle; 800 km 20 knot, 1.600 km 10 knot, 12.600 km ise 4 knot’a takabul etmekte.

TO: Harekat esnasinda kritik bir ariza meydana gelmesi riskine karsi yedekli bir sistem mi tasarliyorsunuz?

HÖ: Sistem yedekli olarak düşünülmekte, ayrıca arızalanan sistem (Döner parçaların bulunduğu) 1 saat gibi kısa bir sürede rahatlıkla değiştirilebilmekte.

TO: Herhangi bir demonstrasyon yapacak seviyeye geldiniz mi? Bir test bench veya prototip soz konusu mu? Yoksa tasarim asamasinda misiniz?

HÖ: Komponent bazında demonstrasyonlar yapılmış durumda. 1MW lık sistem bazında demonstrasyonlar 2017 sonu itibarıyla olacak şekilde planlanmakta.

TO: Su anda, ileride MILDEN icin gerekli olacak ~4 MW’lik turbin uzerinde mi calisiyorsunuz? Yoksa 2023 hedefiniz mi o?

HÖ: Şu an 3.5-4 MW lık bir sistem için konsept çalışmaları tamamlanmış durumda. Yukarıda verilen değerler bu konsept çalışmasının sonucu. Bunlara ilaveten 5MW, 10 MW ve 20 MW lık sistemler için kavramsal çalışmalar yapıldı. Buradaki amaç 6.000 tonluk gemiler için CODAG yada CODELAG tarzı alternatiflerini ortaya koymaktı.

TO: Nihai kullanici olacak TSK’ya bir demonstrasyon da yaptiniz mi?

HÖ: TSK ve SSM nin ilgili birimleri ile görüşmeler devam etmekte olup sistem yetenekleri ve özellikleri konusunda çeşitli sunumlar ve bildirimler yapıldı.

TO: Sisteminiz tanimladiginiz tum platformlara da uygulunabilmesi icin olceklendirilebilir bir sistem midir? Ornegin ileride bir ucak gemisi yapmayi dusunursek bunun ihtiyaclarini da karsilayabilecek tam bir urun ailesine donusebilir mi?

HÖ: Sistem 1 MW ile 500 MW arası ölçeklendirilebilir.

TO: TUBITAK, alt sistem, yardimci sistem ve/veya komponentlerin uretilmesi bazinda teknoloji gelistirme destegi sagliyor mu? Yani hem prototipi yaparken sizin yapmaniz gerekenlerin haricinde gerekli urunler, hem de ileride seri uretim noktasina gelirsek ve ulkemize acik/gizli bir ambargo soz konusu olursa boyle bir sistemi yurt ici imkanlarla uretmek icin gerekli tum parcalar elimizde olabilecek mi?

HÖ: TUBITAK ile teknoloji geliştirme projelerimiz bulunmakta. Bahsettiğiniz durumlar düşünülerek sistemin tamamen yurtiçi imkanlarla hayata geçirilmesi de ana hedeflerimiz arasında.

TO: Sistemin, dunyada hedeflendigi gibi sivil uygulamalari da mumkun mu? 

HÖ: Elbette mümkün. Özellikle sistem sıfır NOX emisyonuna sahip olması sebebiyle (Yanma sıcaklığının düşük olması ve kullanılan yanma teknolojisi itibarıyla) ticari gemi, hava soğutmaya da imkan vermesi ile de enerji sektörü uygulamalarını da cazip hale getirmekte.

TO: Sunum gorselindeki “Yuksek Nitelikli Istihdam 100 Doktora 200 Yuksek 300 Muhendis” ne demektir? Bu proje hayata gecerse istihdam edilecek ilave personel sayisi midir?

HÖ: Rakamlar bu proje ve diğer ticari enerji sektörü uygulamaları da düşünülerek verilmiştir.

TO: Verdiginiz bilgiler icin cok tesekkur eder bir an evvel urun haline donusmesini umarim.