Piezoelektrik malzemelerle enerji hasatı
Energy harvesting using piezoelectric materials
- Tez No: 386842
- Danışmanlar: PROF. DR. AYDIN DOĞAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Seramik Mühendisliği, Ceramic Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Anadolu Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Seramik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 166
Özet
Bu çalışmada mekanik titreşimlerden enerji üretmek amacıyla kullanılan zil tipi (cymbal) transdüser esaslı piezoelektrik enerji hasatı (PEH) ünitelerinin tasarım kriterleri irdelenmiştir. Öncelikle, yüksek enerji yoğunluklu piezoelektrik seramiklerin üretimi gerçekleştirilmiştir. Faz oluşumu X-ışınları kırınımı ile incelenmiş ve malzemenin piezoelektrik özelliklerini olumsuz etkileyen payroklor fazının oluşmasını engelleyecek süreç değişkenleri incelenmiştir. Üretilen seramik numunelerin mikro yapısı taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile incelenmiştir. Sonraki adım, yapıların titreşim frekansı ile örtüşmelerini sağlamak amacıyla transdüserlerin rezonans frekanslarını azaltmaktır. Bunun için yenilikçi bir metal kiriş tasarımı modeli oluşturulmuştur. Bu metal yapının matematik modeli Euler-Bernoulli kiriş teorisi kullanılarak, sonlu elemanlar modeli de ANSYS kodu kullanılarak oluşturulmuştur. Rezonans frekansının kiriş uzunluğuna ve uç kütlesine göre değişimi incelenmiştir. Sonraki aşamada zil tipi transdüserlerin enerji hasatı performansları değerlendirilmiştir. Son olarak, transdüserler metal kirişle birleştirilerek yeni bir PEH ünitesi oluşturulmuştur. Frekansın ve uç kütlesinin değişimine bağlı olarak transdüserlerin güç üretimi karakterize edilmiştir.
Özet (Çeviri)
In this study, design aspects of piezoelectric energy harvesters (PEHs) used for generating energy from mechanical vibrations were addressed. Initially, high energy density piezoelectric ceramics were produced. The phase formation was characterized using X-ray diffraction and the processing parameters for elimination of the pyrochlore phase which is detrimental to piezoelectric properties were searched. Microstructure of the samples were inspected using SEM images. Secondly, to reduce the resonance frequencies of the transducers, for a better matching with the vibration frequencies of human made structures, a novel metallic beam structure was modeled. The mathematical model of the structure was constructed using the Euler-Bernoulli beam theory and the finite element model was built with ANSYS code. The change in resonance frequency depending on the thickness of the beam, the length of the beam and the tip mass attached to the beam was computed. As a further step forward, the energy harvesting performances of cymbal transducers were evaluated. Finally, the cymbal transducers were attached to the metallic energy harvesting structure to form the PEH. The power output of the transducers were calculated for varying frequencies and changing tip mass.
Benzer Tezler
- Applications of the pressure effect on the electrical energy: Piezoelectric example
Basınç etkisinin elektrik enerjisine çevrilmesi uygulamaları: Piezoelektrik örneği
SENA TAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiHasan Kalyoncu ÜniversitesiElektronik-Bilgisayar Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HASAN SELÇUK SELEK
- Farklı tip negatif poisson oranına sahip (auxetıc) kirişlerin titreşim esaslı enerji hasadı performanslarının incelenmesi
Investigation of vibration based energy harvest performances of auxetic beams with different types of negative poisson ratio (auxetic)
AFİYE SUGEÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiBolu Abant İzzet Baysal ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FEVZİ ÇAKMAK BOLAT
- Dalga enerjisi dönüşüm sistemlerinde enerji hasatı için piezoelektrik malzeme kullanılması durumunda sistemlerin modellenmesi ve analizinin yapılması
Modeling and analysis of the wave energy converting systems in case of using piezoelectric materials for harvesting energy
HALİL İBRAHİM YAMAÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Mekatronik MühendisliğiFırat ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AHMET KOCA
- Dalga enerjisi dönüşüm sistemlerinde enerji hasatı için piezoelektrik malzeme kullanılarak tasarlanan sistemlerin deneysel olarak incelenmesi
Experimental investigation of the systems designed by using piezoelectric material for energy harvest in wave energy transformation systems
KÜBRA ERDOĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Mekatronik MühendisliğiFırat ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET KOCA
- Piezoelektrik malzemeler yardımıyla enerji hasadı ve batarya şarjı
Energy harvesting and battery charging by piezoelectric materials
BURCU KOÇAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
EnerjiGazi ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HİKMET DOĞAN