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: 218
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
- Finite element modeling of a piezo patch energy harvester and equivalent circuit modeling on a thin plate with AC-DC conversion
İnce bir plaka ve piezoelektrik yamadan oluşan enerji üretecinin sonlu elemanlar modelinin ve AC-DC dönüşümü içeren eşdeğer devre modelinin oluşturulması
BUĞRA BAYIK
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Makine MühendisliğiKoç ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FATMA İPEK BAŞDOĞAN
- 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
- Gürültüyü azaltan ve piezoelektrik etki ile enerji hasat eden Helmholtz rezonatörü tasarımı ve analizi
Design and analysis of Helmholtz resonator that reduces noise and harvests energy with piezoelectric effect
ALİ ÖZERMİŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiManisa Celal Bayar ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÖZDE SARI
- Endüstriyel tesislerde enerji sağlama alternatiflerinin irdelenmesi: Piezoelektrik enerji hasadı ile bir elektrik motorunun ürettiği titreşimin modellenmesi
Examining energy supply alternatives in industrial plants: Modeling the vibration produced by an electric motor with piezoelectric energy harvesting
ONUR ATA
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
EnerjiEskişehir Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZLEM ONAY
DR. ÖĞR. ÜYESİ EMRE TÜFEKÇİOĞLU
- Vibrational energy harvesting with piezoelectric patches integrated on plate structures
Piezoelektrik malzemeler ile plaka yapıların titreşimlerinden elektrik enerjisi üretimi
MUSTAFA UĞUR ARIDOĞAN
Doktora
İngilizce
2014
Makine MühendisliğiKoç ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İPEK BAŞDOĞAN