Çok katlı ve yay destekli triboelektrik nanogenerator tasarımı
Multi-layer and spring-assisted triboelectric nanogenerator design
- Tez No: 766468
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ABDULKERİM KARABİBER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Enerji, Mühendislik Bilimleri, Electrical and Electronics Engineering, Energy, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Bingöl Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Yenilenebilir Enerji Sistemleri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Yenilenebilir Enerji Sistemleri Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 63
Özet
Teknolojinin çok hızlı geliştiği günümüzde elektronik cihazlar her alana yayılmıştır. Bu cihazların kullanımı her an her yerde enerjiye gereksinimi beraberinde getirmiştir. Bu nedenle her an enerji üretebilen yeni teknolojiler aranmaktır. Bu arayışlar sonucunda bulunan Triboelektrik Nanogeneratör (TENG) enerji dönüşüm teknolojisi keşfedilmiştir. Dünyanın hemen her yerinde farklı türlerde ve küçük boyutlarda olan mekanik enerji türleri boşa harcanmaktadır. TENG boşa harcanan ortamdaki çeşitli ve küçük boyutlardaki mekanik enerjiyi toplayıp elektrik enerjisine dönüştüren bir teknolojidir. TENG iki farklı malzemenin temas etmesi sonucu elektrik enerjisi üretmeyi hedeflemektedir. Her malzeme farklı elektron ilgisine sahip olduğundan iki farklı malzeme kullanıldığı sürece elektrik enerjisi elde etmek mümkündür. Hafifliği, maliyet bakımından uygun olması, basit mekanizması, küçük boyutlarda olması, yüksek güç çıkışı gibi birçok avantaja sahiptir. Sahip olduğu bu özellikleri sayesinde TENG'ler taşınabilir elektronik cihazları beslemek için oldukça önemli enerji dönüşüm cihazlarıdır. Bu çalışmada, TENG'lerin çıkış performansını geliştirmek için silikon içerisine Al veya Ti iletken parçacıkları eklenmiş ve maksimum güç çıkışı için optimum kalınlık ve optimum katkı oranı belirlenmiştir. TENG üretiminde tribo-pozitif malzeme olarak cam fiber, tribo-negatif malzeme olarak silikon kullanılmıştır. İlk olarak, silikon içerisine ağırlıkça %2,5 oranında Al veya Ti iletken parçacıkları eklenerek elde edilen güç değerlerine göre katkılı silikonlar için kalınlık optimizasyonu yapılmıştır. Al veya Ti katkılı silikondan üretilen TENG'ler için en yüksek güç yoğunluğu 0,85 mm kalınlığında elde edilmiştir. Kalınlık optimizasyonu yapıldıktan sonra, ağırlıkça farklı oranlarda Al veya Ti iletken parçacıkları eklenerek, katkı oranının TENG'in çıktı performansına etkisi gözlemlenmiştir. Al katkılı TENG'ler için en iyi elektriksel sonuçlar ağırlıkça %2,5 oranında alınır iken, Ti katkılı TENG'ler için en iyi elektriksel sonuçlar ağırlıkça %5 oranında alınmıştır. Son olarak, en iyi elektriksel sonuçlara sahip Al veya Ti katkılı silikonların çok katlı ölçümleri yapılarak TENG'in çıkış gücü artırmak hedeflenmiştir. Yapılan çok katlı TENG ölçümlerinde, akımın katman sayısı ile orantılı bir şekilde arttığını ve paralel bağlantının doğası gereği çıkış gerilimin sabit kaldığını göstermiştir.
Özet (Çeviri)
In this age where technology is developing very fast, electronic devices have spread to every field. The use of these devices has brought the need for energy everywhere at any time. For this reason, new technologies that can produce energy at any time are sought. As a result of these searches, Triboelectric Nanogenerator (TENG) energy conversion technology was discovered. Different types of mechanical energy are wasted in almost every part of the world. TENG is a technology that collects various and small amounts of wasted mechanical energy and converts it into electrical energy. TENG aims to produce electrical energy as a result of the contact of two different materials. Since each material has different electron affinity, it is possible to obtain electrical energy as long as two different materials are used. It has many advantages such as light weight, low cost, simple mechanism, small dimensions, high power output. Thanks to these features, TENGs are very important energy conversion devices for feeding portable electronic devices. In this study, Al or Ti conductive particles were added to silicon to improve the output performance of TENGs and the optimum additive ratio for maximum power output was determined. Glass fiber was used as tribo-positive material and silicon was used as tribo-negative material in TENG production. First, 2.5% by weight Al or Ti conductive particles were added to the silicon and thickness optimization was made for the doped silicones according to the obtained power values. For TENGs produced from Al or Ti doped silicon, the highest power density was obtained at 0.85 mm thickness. After the thickness optimization, Al or Ti conductive particles were added in different weight ratios, and the effect of the additive ratio on the output performance of TENG was observed. While the best electrical results were obtained at the rate of 2.5% by weight for Al doped TENGs, the best electrical results were obtained at 5% by weight for Ti doped TENGs. Finally, it is aimed to increase the output power of TENG by making multiple measurements of Al or Ti doped silicons with the best electrical results. Multi-layer TENG measurements showed that the current increased proportionally with the number of layers and the output voltage remained constant due to the nature of the parallel connection.
Benzer Tezler
- Ağır ticari araçlarda kullanılan çok katlı konvansiyonel yaprak yay yerine tek katlı parabolik yaprak yayın bilgisayar destekli tasarımı ve analizi
Computer aided design and analysis of monoleaf spring instead of multi-leaves conventional leaf spring used in heavy commercial vehicles
ONUR KELEBEK
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Makine MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NUSRET SEFA KURALAY
- Investigation of the effects of inter-leaf friction on leaf spring damping characteristics via multi-body simulation
Yaprak yaylarda katlar arası sürtünmenin süspansiyon sönüm karakteristikleri üzerine etkilerinin çokcisimli simülasyon yöntemi ile irdelenmesi
YUNUS EMRE ERGİNSOY
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZGEN AKALIN
- Yol taşıtları ön süspansiyon sistemlerinin bilgisayar destekli analizi ve optimizasyonu
Computer aided analysis and optimization of road vehicle front suspension
ALİ BOYALI
Yüksek Lisans
Türkçe
2002
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiOtomotiv Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. LEVENT GÜVENÇ
- Hafif saldırı uçağı için burun iniş takımı yapısal tasarımı ve analizi
Structural design and analysis of nose landing gear for light attack aircraft
HAMDİ TÜRKMEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM ÖZKOL
- Yüksek binalar için optimal dinamik titreşim sönümleyicisi tasarımı problemi
The optimum dynamic vibration absorber design problem for high rise buildings
EZGİ TOPRAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZGÜR TURHAN