Torefiye edilmiş biyoatık katkılı dielektrikler kullanılarak üretilen triboelektrik nanojeneratörlerin dikey rüzgar türbinli sistemlere uygulanması
Application of torrefied biowaste-based triboelectric nanogenerators to vertical axis wind turbine system
- Tez No: 1016630
- Danışmanlar: PROF. DR. OSMAN İPEK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Enerji, Makine Mühendisliği, Metallurgical Engineering, Energy, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Süleyman Demirel Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Doğada en çok bulunan enerji kaynaklarından biri olarak kabul edilen rüzgar enerjisi küresel ölçekte, çok yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Günümüzde, bu enerji kaynağının temeli ise Elektromanyetik Jeneratörler (EMG) olup, bu sistemin ağır olma, çok yer kaplama ve pahalı olma gibi bazı dezavantajlara sahip olduğu bilinmektedir. Temeli triboelektrikleşme ve elektrostatik indüksiyonun birleşimine dayanan Triboelektrik Nanojeneratörler (TENG) ise mekanik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren bir teknoloji olup, mekanik enerji dönüşümü içeren belirli uygulamalarda önemli avantajlar sergilediği gözlemlenmiştir. Biyokütle malzemeleri ise olağanüstü elektrifikasyon, biyouyumluluk, biyolojik bozunabilirlik, bolluk ve yenilenebilirlik dahil olmak üzere çeşitli avantajlara sahip olduğu kanıtlanmış ve bu malzemelerin, TENG olarak kullanıldığında büyüleyici işlevselliğe sahip olduğu gösterilmiştir. Tez kapsamında, TENG destekli rüzgar türbinlerinde kullanılmak üzere dielektrik katmanlar elektro eğirme ve doktor bıçağı yöntemleriyle üretilmiş olup, elektro eğirme yöntemiyle üretilen dielektrik katmanların dayanımlarının son derece düşük olması nedeniyle TENG destekli rüzgar türbinlerinde kullanımları son derece sınırlı kalmıştır. Bu nedenle, yüksek dayanıma sahip dielektrik katmanlar doktor bıçağı yöntemiyle üretilmiştir. Bu yöntemde, silikon içerisine ağırlıkça farklı oranlarda (%0, 2.5, 5, 7.5, 10) torefiye edilmiş çam talaşı, gül posası ve tavuk gübresi katkılanmış ve elektriksel performansları pnomatik sistemde ölçülmüştür. Yapılan ölçümler neticesinde en iyi elektriksel ölçüm sonucu torefiye edilmiş tavuk gübresi ile elde edilmiştir. Bu dielektrik katman ile hazırlanan TENG sisteminde en yüksek voltaj değeri 324 V olarak ölçülürken, en yüksek güç değeri ise 46.23 mW olarak hesaplanmıştır. Son olarak ise tavuk gübresi ile hazırlanan dielektrik katmanlar kendi özgün tasarımımız olan TENG destekli rüzgar türbinlerinde denenerek elektriksel çıktı performansları ölçülmüştür. Bu tez kapsamında, silikon matris içerisine ağırlıkça %2.5, 5, 7.5 ve 10 oranlarında torefiye edilmiş çam talaşı, gül posası ve tavuk gübresi ekleyerek kompozit formda yeni dielektrik katmanlar üretilmiştir. Sonrasında ise, üretilen bu dielektrik katmanlardan elektriksel çıktı performansı en yüksek çıkanın kendi tasarladığımız TENG destekli rüzgar türbini sistemlerinde kullanılması amaçlanmıştır.
Özet (Çeviri)
Wind energy, recognized as one of the most abundant energy sources in nature, is widely used on a global scale. Today, the basis of this energy source is electromagnetic generators (EMG), which are known to have certain disadvantages such as being heavy, taking up a lot of space, and being expensive. Triboelectric Nano Generators (TENG), which are based on the combination of triboelectricity and electrostatic induction, are a technology that converts mechanical energy into electrical energy. It has been observed that TENG offers significant advantages in certain applications involving mechanical energy conversion. Biomass materials, on the other hand, have been proven to possess various advantages, including exceptional electrification, biocompatibility, biodegradability, abundance, and renewability, and it has been demonstrated that these materials exhibit remarkable functionality when used as triboelectric nano generators (TENG). Within the scope of this thesis, dielectric layers for use in TENG-supported wind turbines were produced using electrospinning and doctor blade methods. However, the use of dielectric layers produced by the electrospinning method in TENG-supported wind turbines was extremely limited due to their extremely low durability. Therefore, dielectric layers with high strength were produced using the doctor blade method. In this method, pine sawdust, rose petals, and chicken manure were added to silicon in different weight ratios, and their electrical performance was measured in a pneumatic system. The best electrical measurement result was obtained with torrefied chicken manure. In the TENG system prepared with this dielectric layer, the highest voltage value was measured as 324 V, while the highest power value was calculated as 46.23 mW. Finally, the dielectric layers prepared with chicken manure were tested in our own TENG-supported wind turbines, and their electrical output performance was measured. Within the scope of this thesis, new dielectric layers were produced in composite form by adding torrefied pine sawdust, rose pomace, and chicken manure at ratios of 2.5%, 5%, 7.5%, and 10% by weight into a silicone matrix. Subsequently, the dielectric layer with the highest electrical output performance was selected for use in our own TENG-supported wind turbine systems.
Benzer Tezler
- Torefiye edilmiş orman, deniz ve tarımsal biyokütle numuneleri kullanılarak atık sudan kurşun, krom ve kadmiyum giderimi
Removal of l ead, chrome and cadmium from waste water using torified forest, marine and agricultural biomass samples
BUĞRA BİRGİLİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HANZADE AÇMA
- Ham ve torefiye edilmiş iki farklı biyokütlenin yanma karakteristiklerinin ve kinetiklerinin belirlenmesi
Determination of the combustion characteristics and kinetics of the raw and torrefied two different biomass
SELİN ARMAKAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Çevre MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEMA YURDAKUL
- The production of quality fuels from the co-combustion of original, pyrolysed lignite and torrefied, pyrolysed, original biomass blends
Orijinal, piroliz edilmiş linyitler ile orijinal, torefiye ve piroliz edilmiş biyokütle karışımlarının birlikte yakılması ile kaliteli yakıt üretimi
AYŞEN ÇALIŞKAN SARIKAYA
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HANZADE HAYKIRI AÇMA
- Demir-çelik endüstrisi cürufundan demirin asidik liç ve torefiye biyokütle ile geri kazanımı
Recovery of iron from iron-steel industry slag by acidic leaching and torrefied biomass
ECEM PORTAKAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Çevre MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EMİNE SAYILGAN
ÖĞR. GÖR. MELDA BAŞBUĞ ÇANCI
- Yağ gülü (Rosa damascena Mill.) damıtma atıkları ve kızılçam (Pinus brutia Ten.) talaşı kullanılarak hazırlanan ham ve torefiye biyopeletlerin yakıt karakteristiklerinin belirlenmesi
Determination of fuel characteristics of raw and torrefied biopelets produced from rose oil(Rosa damascena Mill.) distillation wastes and calabrian(Pinus brutia Ten.) pine sawdust
BÜŞRA ÇETİNKAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Çevre MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEMA YURDAKUL