Geri Dön

Energy harvesting from piezoelectric stacks via impacting beam

Çarpan bir kirişte pıezoelektrik malzeme kullanarak enerji hasadı

  1. Tez No: 383352
  2. Yazar: YİĞİT ÖZPAK
  3. Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET ÇALIŞKAN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2014
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 120

Özet

Piezoelektrik malzemeler yüksek enerji yoğunluğu ve kullanım kolaylığından dolayı ortamdaki titreşimden enerji hasadında kullanılmaktadır. Hasatçının, doğal frekans değerini ayarlama ve operasyon bant aralığı artırma bu amaç doğrultusunda hasat edilen enerji miktarını maksimum yapmak için kullanılan iki ana yöntemdir. Son yıllarda yapılan çalışmalar genellikle hasatçının doğal frekans değerini ayarlamaya odaklanmaktadır. Fakat giriş değerinde oluşan doğal frekans değerinden ufak kaymalar, enerji çıkışında ciddi azalmalara sebep olmaktadır. Bu yüzden, geniş bantta çalışabilen hasatçı tasarımı daha avantajlıdır. Bu amaç, hem doğal frekans etkili bant aralığını arttırarak hem de sisteme dışarıdan frekansça zengin bir girdi sağlanarak başarılabilir. Ana düşünce, sistem karakteristiğini değiştirerek, sabit tahrik enerji altında hasatçının daha yüksek seviyelerde enerji çıktısını sağlamak. Bu çalışma da, çarpmanın enerji hasadı üzerinde ki etkilerini incelemek için, uç noktasında piezoelektrik yığına sahip çarpma altındaki kirişin analitik olarak modellenmesi geliştirilmiştir. Ayrıca, analitik sonuçların testlerde doğrulanması da gerçekleştirilmiştir. Hareket sırasında, hasatçının tepkilerini ve oluşan çarpma kuvvetlerini bulmak için analitik ifadeler üretiliş olup, denklemler MATLAB® platformunda yinelemeli çözüm tekniği kullanılarak çözülmüştür. Analitik modelin doğrulanması testler ile sağlanmıştır. Bununla birlikte, hasatçının verimi geniş bantlı tahrikler ile test edilmiş ve karakteristik özellikleri detaylıca incelenmiştir.

Özet (Çeviri)

Piezoelectric materials can be used for energy harvesting from ambient vibration due to their high power density and ease of application. Two basic methods, namely, tuning the natural frequency to the operational frequency and increasing the operation bandwidth of the harvester are commonly employed to maximize the energy harvested from piezoelectric materials. Majority of the studies performed in recent years focus mostly on tuning the natural frequency of the harvester. However, small deviations in operating frequency from the natural frequency can cause excessive loss in the power output. It is then advantageous to design a harvester which is capable operating in a wide frequency band. This goal could be achieved both by expanding effective bands of natural frequencies and introducing a frequency-rich external input to the system. The main idea is to supply constant excitation energy into the harvester system to obtain high energy levels by changing system characteristics. In this study, an analytical model of an impacting beam with piezoelectric stack at its tip is developed, in order to investigate the effects of impacts on energy harvested. Experimental validation of analytical results is also performed. Analytical expressions to obtain response of harvester and impact forces occurred during motion are generated for solution in MATLAB® platform by iterative solution methodology. Validation of the analytical model is performed upon comparisons with test results. Moreover, harvester efficiency for broadband frequency excitations is tested and its characteristic properties are investigated in detail.

Benzer Tezler

  1. Damperli kamyonun süspansiyon sisteminin pıezoelektrik enerji hasadı ile matematiksel modellemesi

    Mathematical modeling of piezo electrical energy harvesters on half dump truck model

    DRISSA MOHAMED MALO

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Enerjiİstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. EROL UZAL

  2. Broadband and high frequency piezoelectric energy harvesting system with curved panels for passive vibration isolator

    Pasif titreşim izolatörü için kavisli panelli geniş bant ve yüksek frekanslı piezoelektrik enerji hasat sistemi

    OSMAN KIZILTAŞ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    EnerjiHacettepe Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. BİLSAY SÜMER

  3. Piezoelektrik malzeme kullanılarak akıllı kapılarda parmak izi okuyucusu tasarımı

    Fingerprint reader design on smart doors using piezoelectric material

    BEHİYE BORAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Endüstri Ürünleri TasarımıErciyes Üniversitesi

    Endüstriyel Tasarım Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SEZAİ ALPER TEKİN

  4. Energy harvesting from vibrating cantilever beams with piezoelectric patches and performance enhancement by structural modifications

    Piezoelektrik yamalar kullanılarak titreşen kirişlerden enerji hasatı ve yapısal değişiklikler ile performanslarının artırılması

    POLAT KURT

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Makine MühendisliğiAnkara Yıldırım Beyazıt Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SADETTİN ORHAN

  5. A piezoelectric energy harvester for power generation around waistline

    Başlık çevirisi yok

    NAVEED AHMED

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAntalya Bilim Üniversitesi

    Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA İLKER BEYAZ