Günümüzde Ticari Elektrikli Uçak Mümkün Mü?

Şu anda, birçok start-up şirketi pillerle çalışan bir yolcu uçağı inşa etmek istiyor. Günümüzde, pillerle çalışan ultra hafif uçaklar zaten var, peki ya ticari uçaklar?

Bunu bir örnekle gösterelim. Örnek olarak 19 koltuklu bir Dornier 228 kullanacağım, 2390 L (~1900 kg) standart yakıt kapasitesine sahip, bu da 22944 kWh enerji demektir. Dornier 228 saatte ~200 kg yakıt tüketir, bu da saatte 2,4 MWh enerji demektir. Mevcut en enerji yoğun pil CATL Qilin pilidir , 255 Wh/kg’a kadar özgül gravimetrik enerjiye ulaşabilir. Bu pil takımını uçağa takacağımızı ve ağırlığının Dornier 228’in tamamen yakıt ikmali yapılmış tanklarının ağırlığına eşit olduğunu varsayalım (~1900 kg). 1900 kg’lık CATL Qilin pil takımı 484 kWh enerji tutabilir ve kullanılabilir kapasitesinin 460 kWh olduğunu varsayalım.

Turboprop tahrik sisteminin ~%30 verimli ve batarya elektrikli tahrik sisteminin ~%80 verimli olduğunu varsayalım. Bir saatlik uçuş sırasında, turboprop 2,4 MWh yakıtın kimyasal enerjisini 720 kWh mekanik enerjiye dönüştürür. Elektrikli tahrik sistemi 460 kWh enerjiyi 368 kWh mekanik enerjiye dönüştürebilir. Bu, 460 kWh kapasiteli batarya paketinin Dornier 228’i yaklaşık 31 dakika (368 / 720 x 60) çalıştırabileceği anlamına gelir.

Pil ile çalışan uçaklar, kalkış ağırlıklarıyla aynı kalan iniş ağırlıkları açısından bir zorlukla karşı karşıyadır. Bunun nedeni, uçuş sırasında yakıt tüketmemeleridir. Sonuç olarak, iniş takımlarının bu sabit ağırlığı kaldırabilecek kadar sağlam ve dayanıklı (ağır) olması gerekir.

Bu çok kısa analiz, uçağın başlangıcında uçuşun kendisinden önemli ölçüde daha fazla enerji tüketildiği ve kalkışlı uçuşun kesinlikle 30 dakikadan daha az süreceği için büyük ölçüde basitleştirilmiştir.

Hesaplama oldukça basit, ancak bize pil ile çalışan havacılığın şu anki potansiyeli hakkında bir fikir veriyor. Belki de süper hafif malzemeler kullanılarak ve aerodinamiği geliştirilerek, bir uçak yaklaşık 45 dakika havada kalabilir. Ancak, yaklaşık 2 saat veya daha fazla uçabilmesi pek olası görünmüyor, değil mi?

Özetle, şu an elimizdeki batarya teknolojileri ile  küçük bir yolcu uçağı ancak kısa bir süre havada kalabiliyor.

Tek seçenek, daha uzun uçuşlar için gerekli enerjiyi sağlayacak daha fazla enerji yoğunluğuna sahip pillerin gelmesini beklemek. Neyse ki bataryaların enerji yoğunluğu giderek daha hızlı artıyor.

Kaynak: Michael Sura