Sürdürülebilir endüstriyel ürün tasarımında örnek uygulama: 22 kW AC elektrikli araç şarj istasyonu

Abstract

Endüstrileşmenin beraberinde getirdiği karbon emisyonları global ölçekte her geçen gün artmaktadır. Bu artış ile birlikte iklim krizi tetiklenmekte, beklenmeyen doğa olayları oluşmakta ve sürdürülebilirlik kavramı daha da önem kazanmaktadır. Ancak sürdürülebilirlik, farklı disiplinlerde farklı sektörlerde henüz gelişimini tamamlamamıştır. Söz konusu çalışma ise sürdürülebilir tasarım stratejilerinin araştırıldığı, endüstriyel tasarımda uygulandığı bir çalışma olmuştur. Çalışma kapsamında üniversite ve sanayi iş birliği yapılarak bilim ve endüstri açısından uygulanabilir sonuçlar doğurmak hedeflenmiştir. İlk olarak sürdürülebilir tasarımla ilişkili stratejiler; AB Ecodesign, Beşikten Beşiğe (C2C) Tasarım, Yaşam Döngüsü Değerlendirmesi (LCA), Eco Label, CE Sertifikasyonu, Döngüsel Ekonomi başlıkları altında araştırılmıştır. Buna istinaden stratejilerin etki ve kapsam bakımından değerlendirmeleri gerçekleştirilerek ürünün hedef pazarına yönelik en etkin sürdürülebilir tasarım stratejisi belirlenmiştir. Sanayi iş birliği çerçevesinde tasarımı planlanmış 22 kW AC elektrikli araç şarj istasyonu için hedef pazar Almanya olarak belirlendiğinden AB Eko Tasarım stratejisinin en uygun strateji olduğu görülmüştür. Bununla birlikte endüstriyel ürün tasarım süreçlerinin kapsamlı bir uygulama oluşturması için sırasıyla; design thinking (tasarım odaklı düşünme) metodolojisi uygulanarak konsept tasarımlar geliştirilmiş, kalite evi metodolojisi uygulanarak sanayi iş birliği yapılan şirket tarafından konseptler puanlanmış, malzeme seçimleri kapsamında karışım kuralı metodolojisi uygulanarak karışımlar oluşturulmuş ve ardından mühendislik tasarımı tamamlanan parçalara statik stres analizleri uygulanarak güvenlik faktörü değerleri üzerinden en uygun malzeme karışımı belirlenmiştir. Endüstriyel ürün tasarımı süreçlerinin tamamlanması ile birlikte ölçekli model oluşturularak şirket tarafından sağlanan elektronik parçalarla montaj gerçekleştirilmiştir. Doğru sürdürülebilir tasarım stratejisi belirlemenin ve uygulamanın sadece ürün tasarımı sürecinde %25 oranında karbon emisyonu düşürebildiği uygulamalı olarak görülmüştür. Endüstriyel tasarım kapsamında tasarlanan parçaların ham madde emisyonu 8.848 kg CO2 olmuştur.

The carbon emissions brought about by industrialization are increasing globally with each passing day. This rise is triggering the climate crisis, causing unexpected natural events, and making the concept of sustainability even more important. However, sustainability has not yet fully developed across different disciplines and sectors. In this study, sustainable design strategies have been investigated and applied in industrial design. The study aimed to produce applicable results for both science and industry through university-industry collaboration. Strategies related to sustainable design were investigated under the following headings: EU Ecodesign, Cradle to Cradle (C2C) Design, Life Cycle Assessment (LCA), Eco Label, CE Certification, and Circular Economy. The strategies were evaluated in terms of their impact and scope, and the most effective sustainable design strategy for the product's target market was determined. Within the framework of industry collaboration, the target market for the planned 22 kW AC electric vehicle charging station was identified as Germany, and it was found that the EU Ecodesign strategy was the most suitable. Furthermore, to create a comprehensive application of industrial product design processes, the following steps were taken: Concept designs were developed using the Design Thinking methodology, a concept was selected by the industrial partner using the Quality Function Deployment (QFD) methodology, material combinations were created through the Rule of Mixture methodology, and finally, static stress analyses were performed on the parts whose engineering design had been completed. The most suitable material combination was then determined based on the safety factor values. Upon completion of the industrial product design processes, a scaled model was created, and assembly was carried out using the electronic components provided by the company. In this way, it was practically demonstrated that determining and applying the correct sustainable design strategy in terms of impact and scope can reduce carbon emissions by 25% during the product design process alone. The raw material emissions for the parts designed in industrial design amounted to 8.848 kg of CO2.