 Geleneksel otomotiv endüstrisi fosil yakıtların tükenişiyle yüzleşirken, İTÜ Güneş Arabası Ekibi (İTÜ GAE), "Sürdürülebilir Enerji" kavramını teorik kitaplardan çıkarıp asfaltın üzerine taşımaktadır. İTÜ Güneş Arabaları, aerodinamik tasarımları, ultra hafif karbon fiber gövdeleri ve yüzde 98 verimlilikle çalışan motorlarıyla geleceğin elektrikli araç teknolojilerine ışık tutmaktadır. Bu araçlar, sadece güneşten aldıkları enerjiyle binlerce kilometre yol kat edebilme yeteneğine sahiptir. Ekip, ürettiği "ARIBA" serisi araçlarla, dünyanın en prestijli güneş enerjili araç yarışı olan World Solar Challenge'da (BWSC) Türkiye'yi defalarca gururla temsil etmiştir.
Bu makalede, İTÜ'lü öğrencilerin alın teri ve yüksek mühendislik zekasıyla tasarladıkları bu araçların teknik sırlarını, çalışma prensiplerini ve dünya genelindeki başarılarını derinlemesine inceleyeceğiz. Bir grup üniversite öğrencisinin, kısıtlı bütçelerle dünya devlerine nasıl kafa tuttuğunu ve İTÜ Güneş Arabaları efsanesinin nasıl doğduğunu okurken, geleceğin teknolojilerine bugünden tanıklık edeceksiniz. Hazırsanız, güneşin gücüyle çalışan bu teknoloji harikalarının kokpitine birlikte geçelim.
İTÜ Güneş Arabaları, üzerindeki fotovoltaik paneller aracılığıyla güneş enerjisini elektrik enerjisine dönüştüren ve bu enerjiyi hareket enerjisine çevirerek yol alan yüksek teknolojili prototip araçlardır. Bu araçlar, ticari bir otomobilden ziyade, enerji verimliliğinin sınırlarını zorlamak için tasarlanmış mühendislik harikalarıdır. İTÜ Güneş Arabası Ekibi (İTÜ GAE) tarafından tasarlanan ve üretilen bu araçlara "ARIBA" adı verilir. ARIBA efsanesi, 2004 yılından bu yana ARIBA 1'den başlayıp ARIBA ZES X'e kadar uzanan bir evrim süreci geçirmiştir.
Shutterstock
KeÅŸfet
Bu araçların kullanım alanı, standart trafiğe kapalı alanlar ve özel yarış organizasyonlarıdır. Ancak buradaki "kullanım" kavramı, bir yerden bir yere gitmenin çok ötesindedir. İTÜ Güneş Arabaları, aşağıdaki alanlarda aktif olarak rol oynar:
LSI anahtar kelimeler bağlamında bakıldığında, bu araçlar "fotovoltaik mobilite", "sıfır emisyonlu ulaşım" ve "hafif kompozit taşıtlar" sınıfına girmektedir. İTÜ GAE, bu araçları tasarlarken sadece bir araba yapmaz; aynı zamanda "maksimum güç noktası izleyici" (MPPT) algoritmaları ve "rejeneratif frenleme" sistemleri gibi ileri teknolojileri de yerli imkanlarla geliştirir.
Bir İTÜ Güneş Arabası'nı sıradan bir elektrikli araçtan ayıran temel fark, ekstrem verimlilik takıntısıdır. Bu araçlarda kullanılan her vida, her kablo ve her santimetrekarelik yüzey, "daha az enerji ile daha çok yol" prensibine göre optimize edilir. Teknik detaylara indiğimizde, karşımıza uzay ve havacılık endüstrisi standartlarında veriler çıkar.
Aşağıdaki tablo, son nesil bir ARIBA aracının (örneğin ARIBA ZES X) genel teknik özelliklerini özetlemektedir:
Teknik Derinlik ve Mühendislik Detayları:
Buradaki "değiştirme" kavramı, endüstriyel bir parçanın değişimi değil, bir mühendislik projesinin evrimsel dönüşüm süreci (Design Iteration) olarak ele alınmalıdır. İTÜ Güneş Arabaları, her yarış yönetmeliği (regülasyon) değişikliğinde veya teknolojinin gelişmesiyle birlikte baştan aşağı yenilenir. Bu süreç, bir öğrencinin lisans hayatı boyunca deneyimleyebileceği en kapsamlı Ar-Ge simülasyonudur.
Kullanım Alanı: Eğitim ve İnovasyon Sahası
Bu araçlar, İTÜ Maslak Kampüsü'ndeki atölyelerde tasarlanır ancak asıl kullanım alanları küresel rekabet sahalarıdır. Ekip üyeleri; mekanik, elektronik, kompozit, aerodinamik ve organizasyon gibi alt ekiplere ayrılarak çalışır. Araç, sadece bir yarış makinesi değil, öğrencilerin "gerçek dünya problemleriyle" (bütçe kısıtı, zaman baskısı, malzeme yorgunluğu) yüzleştiği bir eğitim platformudur.
Bir Güneş Arabası Nasıl Değiştirilir/Geliştirilir? (Adım Adım Süreç):
Konsept Tasarım ve Regülasyon Analizi:
BWSC veya iLumen yarış kuralları açıklandığında (örneğin; "araç 4 tekerlekli olmalı" veya "panel alanı 4 metrekareyi geçmemeli"), ekip mevcut aracı (örneğin ARIBA 9) inceler. Nelerin değişmesi gerektiğine karar verilir.
Bilgisayar Destekli Tasarım ve Simülasyon (CFD & FEA):
Yeni gövde tasarımı bilgisayarda çizilir. Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (CFD) ile aracın rüzgar direnci sanal ortamda test edilir. Rüzgar tüneline girmeden önce, bilgisayarda yüzlerce farklı burun tasarımı denenir.
Kalıp Üretimi ve Kompozit Üretim:
Sanal tasarım onaylandıktan sonra, aracın devasa kalıpları (genellikle strafor veya MDF'den) CNC tezgahlarda işlenir. Bu kalıpların üzerine karbon fiber kumaşlar serilir ve vakum altında fırınlanarak pişirilir. Bu süreç, "değişimin" en fiziksel ve yorucu kısmıdır.
Entegrasyon ve Test Sürüşleri:
Mekanik yürüyen aksam (süspansiyon, frenler) ve elektronik sistemler gövdeye monte edilir. Araç, ilk olarak kampüs içinde, ardından trafiğe kapalı pistlerde (Körfez Pisti veya İstanbul Park) test edilir. Her test, bir sonraki "değişim" için veri sağlar.
Bu soru, güneş arabalarının felsefesini anlamak için en kritik noktadır. İTÜ Güneş Arabaları, teorik olarak güneş olduğu sürece "sonsuz" menzile sahiptir. Ancak teknik bir çerçevede cevap vermek gerekirse; araçların bataryaları tam dolu olduğunda ve hiç güneş ışığı almadıkları (gece sürüşü) senaryoda, ortalama 90 km/s hızla yaklaşık 400-600 kilometre yol kat edebilirler. Bu değer, piyasadaki birçok ticari elektrikli otomobilden daha yüksektir.
Ancak işin büyüsü, güneş varken gerçekleşir. Avustralya'daki yarışlarda, araçlar sabah 08:00'den akşam 17:00'ye kadar sürülür. Bu süre zarfında araç, harcadığı enerjinin büyük bir kısmını (bazen tamamını) güneşten anlık olarak geri kazanır. Eğer araç, güneşten aldığı enerji ile tükettiği enerjiyi eşitleyebileceği bir hızda (Cruising Speed) sürülürse, bataryalar hiç tükenmeden binlerce kilometre gidebilir. İTÜ GAE pilotları ve strateji ekibi, bulut geçişlerini ve yol eğimini hesaplayarak aracı bu "denge hızında" tutmaya çalışır. Dolayısıyla menzil, bataryanın kapasitesiyle değil, güneşin varlığıyla sınırlıdır.
İTÜ Güneş Arabaları'nın fütüristik ve yassı tasarımı, estetik kaygılardan değil, fizik kurallarının dayattığı zorunluluklardan kaynaklanır. Güneş enerjisi, doğası gereği "düşük yoğunluklu" bir enerji kaynağıdır. Bir benzin istasyonunda depoya 5 dakikada doldurulan enerji, güneş panelleriyle günlerce sürede toplanabilir. Bu kısıtlı enerjiyi en verimli şekilde kullanabilmek için aracın, havayı "delip geçmesi" gerekir.
Normal bir binek otomobilin aerodinamik sürtünme katsayısı (Cd) 0.30 civarındayken, İTÜ'nün araçlarında bu değer 0.10'un altındadır. Aracı yassı ve yere yakın tasarlamak, ön kesit alanını (Frontal Area) küçültür. Araç ne kadar alçak ve ne kadar yassı olursa, rüzgarla çarpışan yüzey o kadar azalır. Ayrıca, aracın üst yüzeyinin geniş ve düz olması, güneş panellerinin yerleştirilebileceği maksimum alanı sağlar. Bu tasarım dili, "form fonksiyonu takip eder" prensibinin en uç örneğidir. İçerideki pilotun konforundan ziyade, aracın rüzgarla olan dansı önceliklidir.
Bir güneş arabası üretmek ve onu dünyanın öbür ucundaki (Avustralya) bir yarışa götürmek, milyonlarca liralık bir operasyondur. Yüksek teknolojili karbon fiber malzemeler, uzay sınıfı güneş hücreleri, lityum-iyon batarya paketleri ve lojistik giderler (uçak biletleri, kargo, konaklama) devasa bir bütçe gerektirir. Bir ARIBA aracının üretim ve yarış maliyeti, projenin kapsamına göre 200.000 Dolar ile 500.000 Dolar arasında değişebilir.
Peki, öğrenciler bu parayı nasıl bulur? Cevap: Profesyonel Sponsorluk Yönetimi. İTÜ Güneş Arabası Ekibi, sadece mühendislerden oluşmaz; aynı zamanda kurumsal iletişim ve pazarlama yapan üyeleri de barındırır. Ekip, Türkiye'nin önde gelen sanayi kuruluşlarına, bankalarına ve teknoloji firmalarına giderek projelerini sunar. "Geleceğin mühendislerine yatırım yapın" vizyonuyla, nakdi ve ayni (malzeme) sponsorluklar toplarlar. Üniversite (İTÜ Rektörlüğü) altyapı ve atölye desteği sağlasa da, bütçenin aslan payı özel sektör sponsorluklarıyla karşılanır. Bu süreç, öğrencilere sadece araba yapmayı değil, bütçe yönetmeyi ve profesyonel iş ilişkileri kurmayı da öğretir.
Mevcut formlarıyla "ARIBA" serisi araçların günlük trafikte, markete giderken veya ailece seyahat ederken kullanılması pek mümkün değildir ve bu amaçla tasarlanmamışlardır. Bu araçlar; klima, ABS, hava yastığı, ses yalıtımı veya geniş bagaj hacmi gibi konfor ve güvenlik donanımlarına sahip değildir. Öncelikleri "maksimum verimlilik" olduğu için, sürücü (pilot) çok dar bir kokpitte, genellikle yarı yatar pozisyonda ve yüksek sıcaklık altında (kokpit içi 50 dereceyi bulabilir) araç kullanır.
Ancak, bu araçlarda geliştirilen teknolojiler günlük hayatımıza entegre olmaktadır. Bugün ticari elektrikli araçlarda (Tesla, Togg vb.) kullanılan verimli motor sürücüleri, batarya yönetim sistemleri ve hafif şasi teknolojilerinin kökeni, bu tür yarış araçlarındaki Ar-Ge çalışmalarına dayanır. Ayrıca, "Cruiser" sınıfı adı verilen ve daha çok normal arabaya benzeyen (4 kişilik, bagajlı) güneş arabası kategorisi de mevcuttur. İTÜ GAE de geçmişte ARIBA 7 (ARIBOL) gibi araçlarla bu sınıfta yarışmıştır. Gelecekte, tavanında güneş paneli olan ve şarj ihtiyacını azaltan ticari araçları daha sık göreceğiz; İTÜ'nün çalışmaları bu geleceğe giden yolu döşemektedir.
Avustralya'da düzenlenen Bridgestone World Solar Challenge, sadece bir hız yarışı değil, insan ve makinenin doğaya karşı verdiği bir hayatta kalma mücadelesidir. Yarış, kıtanın kuzeyindeki Darwin'den başlar ve güneyindeki Adelaide'de biter. Toplam 3022 kilometrelik bu rota, "Outback" denilen uçsuz bucaksız çölleri ve ıssız otoyolları kapsar.
En büyük zorluk, doğa koşullarıdır. Çöl sıcaklığı gündüz 40 derecenin üzerine çıkarken, asfalt sıcaklığı lastikleri eritebilecek seviyelere ulaşır. Ayrıca "Road Train" adı verilen devasa tırların yarattığı türbülans, 140 kg'lık hafif güneş arabalarını yoldan savurabilir. Ekip, 5-6 gün boyunca çölde, çadırlarda konaklar. Yiyeceklerini kendileri pişirir, duş ve tuvalet imkanları çok kısıtlıdır. Teknik bir arıza durumunda, en yakın yerleşim yerinden yüzlerce kilometre uzakta, yol kenarında aracı tamir etmek zorundadırlar. Bu yarış, öğrencilerin kriz yönetimi, stres altında karar verme ve takım olma becerilerini sınıra kadar test eder. İTÜ GAE'nin bu yarışı tamamlaması bile başlı başına büyük bir zaferdir.
İTÜ Güneş Arabaları'nı kıyaslarken iki farklı kulvarı ele almak gerekir: Diğer üniversite takımları ve ticari elektrikli araçlar.
Rakip Üniversite Takımları (Delft, Michigan, Tokai):
Hollanda'dan Delft Üniversitesi (Vattenfall Solar Team) veya Belçika'dan Agoria takımları, bu işin "Real Madrid"i gibidir. Çok daha yüksek bütçelere ve profesyonel desteklere sahiptirler. İTÜ GAE, bütçe olarak bu takımların gerisinde olsa da, mühendislik zekası ve strateji konusunda onlarla başa baş rekabet eder. Örneğin, İTÜ'nün tasarladığı elektronik kartlar, birçok Avrupa takımının hazır satın aldığı sistemlerden daha verimli ve özgün olabilmektedir. İTÜ, "Best Newcomer" (En İyi Yeni Gelen) ve "Spirit of the Event" (Etkinlik Ruhu) gibi ödüllerle farkını ortaya koymuştur.
Ticari Elektrikli Araçlar (Togg, Tesla):
Ticari bir elektrikli araç (EV), konfor ve güvenlik odaklıdır. Ortalama 2 ton ağırlığındadır ve 100 km'de yaklaşık 15-20 kWh enerji harcar. Oysa bir [İTÜ Güneş Arabası], performans odaklıdır. 180 kg ağırlığındadır ve 100 km'de sadece 1.5 - 2 kWh enerji harcar. Yani İTÜ'nün aracı, bir Tesla'nın harcadığı enerjinin onda biriyle aynı yolu gider. Ancak ticari araçlar aileyi taşırken, güneş arabası sadece inovasyonu taşır.
Neden yüzlerce öğrenci ve sponsor, fosil yakıtlı veya standart elektrikli araç projeleri yerine bu "zor" teknolojiye yatırım yapıyor? İTÜ Güneş Arabaları'nın sağladığı avantajlar şunlardır:
Enerji savaşlarının yaşandığı ve iklim krizinin dünyayı tehdit ettiği bir çağda, İTÜ Güneş Arabası Ekibi'nin çabası, bir üniversite kulübü faaliyetinden çok daha fazlasıdır. Onlar, "Mümkün" kelimesinin sınırlarını yeniden çizmektedir. ARIBA'nın tekerlekleri her döndüğünde, sadece pisti değil, Türkiye'nin makus talihini de aşmaktadır.
Geleceğin teknolojilerini bugünden inşa eden, Türkiye'nin gururu İTÜ Güneş Arabası Ekibi'ne destek olmak ve onların bu heyecan verici yolculuğuna ortak olmak için sosyal medya hesaplarını takip edebilir, sponsorluk ve destek için iletişime geçebilirsiniz. Gelecek, güneşin doğduğu yerdedir
Muhabir : İrfan Üstün
