Vibration energy harvesting a from railway vehicle using commercial piezoelectric transducers
Ticari piezoelektrik güç dönüştürücüleri kullanılarak tren girdisinden titreşim enerji hasadının incelemesi
- Tez No: 450893
- Danışmanlar: PROF. DR. ERTURUL TAÇGIN, YRD. DOÇ. DR. ALPER ŞİŞMAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Marmara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışması kapsamında klasik titreşim spectral analizi, piezoelektik ve enerji hasadı metodolojileri literatürde yer aldığı üzere incelenmiş olup, tüm bu alanlarda yeni perspektifler sunulmuş olmanın yanı sıra Midé'nin PPA-1011 ve 2011 ticari piezoelektrik güç dönüştürücü, güç çıktısının yüksek doğrulukta hesaplanmasına yönelik özgün teorik hesap yöntemleri aktarılmış olup, tüm bunlara ek olarak özgün 2 ve 3 serbestlik dereceli, ilgili 2 ve 3 dominant frekanslara ayarlanabilen hasat sistemleri önerilmiştir. Tez kapsamındaki incelemeler, hali hazırda yayılmakta olan hasat edilecek titreşim kaynağının tren titreşimi olarak belirlenmesi ile başlamıştır. Test sürüşleri esnasında alınan 16 farklı noktadaki titreşim verilerinden genliği en yüksek olan 4 adet yatay ve dikey titreşim verisi seçilmiş ve spectral analizleri tamamlanılarak, ivme ve pozisyon titreşim girdilerinin dominant frekansları bulunmuştur. Literatürde yer alan yöntemlerden ayırd edici olarak, yer değiştirme dominant frekanslarındaki enerjinin de enerji hasadına uygun ve verimli düzeyde olduğu gözlemlenmiş olup, Midé piezoelectric enerji hasat sistemlerinde (PPA-1011 and 2011) ayarlanılacak olan doğal frekans değerlerine eklenilmiştir. Son bölümde, piezoelektrik enerji üretimi, tek serbestlik dereceli titreşim enerji hasat sistemlerinin modellenmesi ve optimum rezistans bulunmasına yönelik literatürdeki mevcut hesaplama prosedürleri uygulanmış ve detaylı bir şekilde incelenmiştir. Bunun devamında, sunulan yeni methodolojinin neticelerinin Midé'nin yayınladığı deney bulguları ile uyumunun, tez çalışmasında yürütülen hesaplama methodoloj isinin doğruluğunu desteklemiştir. Ek olarak, titreşim davranışını daha iyi gözlemleyebilmek ve inceleyebilmek için ANSYS (PPA-1021) ve SAP2000 (PPA-1011) simulasyonları analiz edilmiştir. Son olarak, gelecekte incelenmesi planlanan modeler ve bu tez çalışmasından doğan yeni inceleme konuları sunulmuştur.
Özet (Çeviri)
This thesis study covers classic vibration spectral signal analysis, piezoelectricity and energy harvesting methodologies in literature, and offers a new perspective in all those field as well as presenting an accurate novel theoretical estimation of power output methodology for Midé's PPA-1011 and 2011 commercial piezoelectric vibration energy harvester (VEH) models, in addition to proposed alternatives of novel 2 DOF and 3 DOF configurations that can be adjusted relative 2 and 3 dominant frequencies of input excitation. Investigations begin with the selection and analysis of train vibration as an input dissipated energy source. Among 16 vibration measurements of train test runs, spectrum analysis of 4 vertical and lateral acceleration data having maximum vibration amplitudes are analyzed, and dominant frequencies of acceleration and displacement excitations are detected for each. As a distinct consideration, it is seen that input displacement dominant frequency is suitable for efficient energy harvesting and thus, it is also taken as tuning frequency of Midé piezoelectric VEHs (PPA-1011 and 2011). Last of all, existing estimation procedures in literature on piezoelectric energy generation, single DOF VEH modeling and optimum load are covered in detail and new methodologies with high precision that is inline with Midé's experiment data are expressed in this research. Additionally, to better visualize and investigate the vibration behavior, ANSYS (PPA-1021) and SAP2000 (PPA-1011) simulations are analyzed. Finally, further models and research complementary ideas that arose from the conducted examinations are represented.
Benzer Tezler
- Geniş bantlı ve düşük frekanslı mekanik titreşimler için esnek piezoelektrik enerji hasadı sistemi tasarımı ve üretimi
Design and fabrication of a flexible piezoelectric energy harvesting system for broadband and low-frequency mechanical vibrations
HASAN GÖKSENİN ÇETİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Makine MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. BİLSAY SÜMER
- Energy harvesting from piezoelectric stacks via impacting beam
Çarpan bir kirişte pıezoelektrik malzeme kullanarak enerji hasadı
YİĞİT ÖZPAK
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ÇALIŞKAN
- A fully-integrated and battery-free interface electronics for low voltage vibration-based electromagnetic energy harvesters
Düşük voltaj seviyelerinde çalışan titreşim tabanlı elektromanyetik enerji üreteçleri için tamamen entegre ve pil gerektirmeyen bir elektronik devre
HASAN ULUŞAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HALUK KÜLAH
YRD. DOÇ. ALİ MUHTAROĞLU
- 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
2023
Makine MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BİLSAY SÜMER
- Susam hasadı için disk bıçaklı kesme sisteminin geliştirilmesi, çalışma kriterlerinin ve enerji gereksinimlerinin belirlenmesi
Developing a disc blade cutting system for sesame harvesting and determining its operating criteria and energy requirements
GAMZE GENÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
ZiraatHatay Mustafa Kemal ÜniversitesiBiyosistem Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SELÇUK UĞURLUAY