Trakya'dan Yüksek Gerilimde Yeni Bir Adım
Trakya Üniversitesi ile Yıldız Teknik Üniversitesi'nin ortak çalışması, Türkiye'de yüksek gerilim teknolojileri alanında önemli bir yeniliğe imza attı. İki akademisyenin yürüttüğü proje kapsamında, üç boyutlu yazıcı kullanılarak ilk kez 10 kilovolt gerilime dayanabilen bir kapasitör başarıyla üretildi. Bu gelişmenin hem üretim maliyetlerini önemli ölçüde azaltması hem de prototip tasarım süreçlerini birkaç kat hızlandırması bekleniyor.
Yüksek gerilim altyapılarında kullanılan yalıtım malzemeleri ve enerji depolama elemanları, genellikle karmaşık tasarımları ve maliyetli üretim aşamaları nedeniyle uzun Ar-Ge süreçleri gerektiriyor. Bu soruna çözüm arayan Trakya Üniversitesi'nden Doç. Dr. Cihat Çağdaş Uydur ile Yıldız Teknik Üniversitesi'nden Dr. Fırat Akın, yalnızca 3D yazıcı teknolojisini kullanarak 1 nanofarad kapasiteye sahip bir prototip geliştirdi. Kapasitörün 10 kV gerilim altında stabil biçimde çalışabilmesi, çalışmayı yüksek gerilim mühendisliği açısından değerli kılan en önemli unsur oldu.
Araştırma sürecinde 3D baskıda yaygın olarak kullanılan PLA, ABS, ASA ve PETG gibi farklı termoplastik malzemeler, çok yönlü yüksek gerilim testlerinden geçirildi. Malzemeler; delinme gerilimi, dielektrik kayıplar (tanδ) ve kısmi boşalma başlangıç gerilimi (PDIV) gibi kritik parametrelerde karşılaştırıldı.
Test sonuçlarına göre ABS malzemesi en yüksek delinme direnci göstererek yüksek gerilim uygulamaları için en dayanıklı seçenek olarak öne çıktı. PETG ise düşük enerji kaybı sayesinde verimlilik açısından başarılı bir performans sergiledi. Tüm ölçüm ve değerlendirmeler, OMICRON sistemlerinin bulunduğu tam donanımlı yüksek gerilim laboratuvarında yapıldı. Ayrıca kapasitörün elektrik alan dağılımı, sonlu elemanlar yöntemiyle analiz edilerek doğruluğu teyit edildi.
Elde edilen bilimsel bulgular, MDPI Applied Sciences dergisinde ardı ardına yayımlanan iki akademik makale ile uluslararası literatüre kazandırıldı.
Projenin yürütücülerinden Doç. Dr. Uydur, çalışmanın stratejik önemine dikkat çekerek, 'Yüksek gerilim sistemlerinde kullanılan izolatörler ve kapasitif bileşenler hem pahalı hem de üretimleri zaman alıyor. Bu proje ile tamamen 3D yazıcıyla üretilebilen, tasarımı kolayca değiştirilebilen, hızlı ve düşük maliyetli bir çözümün mümkün olduğunu gösterdik.' ifadelerini kullandı. Uydur, elde edilen sonuçların savunma sanayii, enerji iletim sistemleri ve Ar-Ge kurumları için önemli bir dönüm noktası olabileceğini belirtti.
Ortak araştırmacı Dr. Fırat Akın ise projenin bir başlangıç olduğuna dikkat çekerek, 'Bir sonraki aşamada orta gerilim şebekelerinde kullanılabilecek üç boyutlu yazıcı tabanlı izolatör ve güç elektroniği bileşenlerini geliştirmeye odaklanacağız. Türkiye'nin ileri teknoloji üretim kapasitesini artırmak için çalışmalarımızı genişleterek sürdüreceğiz.' şeklinde konuştu.
Melih Baran