Köprü yapılarda piezoelektrik enerji üreteçlerinin optimal yerleşimi
Optimal placement of piezoelectric energy harvesters in bridge structures
- Tez No: 730528
- Danışmanlar: PROF. DR. HİKMET ESEN, DR. ÖĞR. ÜYESİ ALPER POLAT
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Energy
- Anahtar Kelimeler: ANSYS, Enerji kaynakları, Enerji üretimi, Köprüler, Piezoelektrik, ANSYS, Energy resources, Energy generation, Bridges, Piezoelectric
- Yıl: 2022
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Fırat Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Yenilenebilir Enerji Sistemleri Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada köprü yapılardaki araç geçişlerinden dolayı köprülerde oluşan titreşimlerden Piezoelektrik Enerji Üreteçleri (PEÜ) aracılığıyla enerji kazanımı amaçlanmıştır. Kazanılan enerjinin de maksimum düzeyde olabilmesi için PEÜ'lerin optimal konumlara yerleşimi hedeflenmiştir. Yapılan çalışmada üç farklı araç yükü ve üç farklı piezoelektrik malzeme kullanılarak köprü yapılardaki titreşimlerden enerji kazanımı elde edilmiştir. Elazığ'ın Baskil ilçesi Kuşsarayı köyünde bulunan Kuşsarayı-2 köprüsünün projesi gerçek ölçülerle ANSYS programında modellenmiştir. Köprünün sırasıyla modal, harmonik ve piezoelektrik enerji kazanımı analizleri gerçekleştirilmiştir. Toplam 9 adet PEÜ için üç farklı piezoelektrik malzeme (PZT-4, PZT-5A ve PZT-8) kullanılarak en fazla enerji üretiminin olduğu tip belirlenmiş ve sonuçların karşılaştırılabilmesi için üç farklı araç yükü (60 kN, 90 kN ve 120 kN) altında toplamda 13 farklı çözüm yapılmıştır. Analizler gerçekleştirildiğinde elde edilen maksimum toplam gücün 120 kN yük altındaki PZT-5A malzemeli PEÜ ile 1.484 µW olduğu hesaplanmıştır. Sağlanan bu güç, köprülerin yapısal sağlığını izlemede kullanılan kablosuz sensör sistemlerine yeterli gelecek seviyededir. Titreşim ile enerji kazanımının güneş ve rüzgâr gibi enerji kaynakların aksine meteorolojik öğelerden bağımsız olduğu düşünüldüğünde bu sistemlerin yaygınlaştırılması ile mevcut sistemlerde oluşan atık pillerin de çevreye zararı önlenmiş olacaktır.
Özet (Çeviri)
In this study, it is aimed to harvesting energy from vibrations in bridges due to vehicle movements in bridge structures by using Piezoelectric Energy Harvester (PEH). In order to maximize the energy harvesting, it is aimed to place the PEH's in their optimal positions. In the study, energy harvesting was obtained from vibrations in bridge structures by using three different vehicle loads and three different piezoelectric materials. The project of Kuşsarayı-2 bridge, located in Kuşsarayı village of Baskil district of Elazığ, was modeled with real dimensions in the ANSYS program. The modal, harmonic and piezoelectric energy harvesting analysis of the bridge were carried out, respectively. For a total of 9 PEH's, three different piezoelectric materials (PZT-4, PZT-5A ve PZT-8) were used to determine the type with the highest energy harvest, and in order to compare the results, a total of 13 different solutions were made under three different vehicle loads (60 kN, 90 kN ve 120 kN). When the analyzes were performed, it was calculated that the maximum total power obtained was 1.484 µW with the PZT-5A material PEH under 120 kN load. This power is sufficient for wireless sensor systems used to monitor the structural health of bridges. Considering that energy harvesting by vibration is independent of meteorological elements, unlike energy sources such as the sun and wind, the widespread use of these systems will prevent the environmental damage of waste batteries formed in existing systems.
Benzer Tezler
- Bina ve köprü tipi yapılarda pasif yapısal kontrol sistemlerin sezgisel algoritmalar ile optimizasyonu
Optimum desing of passive control systems in building and bridge structures using metaheuristic search algorithms
ALİ ERDEM ÇERÇEVİK
Doktora
Türkçe
2019
İnşaat MühendisliğiBilecik Şeyh Edebali Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZGÜR AVŞAR
- Jaya algoritması kullanarak köprü türü yapılarda yapı sağlığı izlenmesinde optimal sensör sayısı ve konumunun belirlenmesi
Determination of optimal sensor number and placement in structural health monitoring of bri̇dge-type structures using the jaya algorithm
HÜLYA AKSOY
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
İnşaat MühendisliğiKaradeniz Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BARBAROS ATMACA
- Köprü hasarlarının dinamik test verileri ile saptanması
Identification of bridge damages by using vibration based test data
B. ÖZDEN ÇAĞLAYAN
- Tarihi yapılarda yangın faktörü ve müdahale yöntem önerileri: Eskişehir-Odunpazarı örneği
Fire factor in historic buildings and precaution method suggestion: A case study of Odunpazari district, Eskisehir
ZAKİRE YALÇIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
MimarlıkEskişehir Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HİCRAN HANIM HALAÇ
- Antik yapılarda kullanılan tuğla malzemelerin fiziksel ve mekanik özelliklerinin saptanması
Determi̇nati̇on of physi̇cal and mechani̇cal properti̇es of bri̇ck materi̇als used i̇n anci̇ent structure
SERHAT SÖMER
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
İnşaat MühendisliğiSüleyman Demirel Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. KEMAL TUŞAT YÜCEL