Triboelectric-electromagnetic hybrid energy harvesting bearings for efficient, self-powered devices
Verimli, kendi kendine güç sağlayan cihazlar için triboelektrik-elektromanyetik hibrit enerji hasadı rulmanları
- Tez No: 920479
- Danışmanlar: PROF. DR. HÜSNÜ EMRAH ÜNALAN, DR. ÖĞR. ÜYESİ YUSUF KELEŞTEMUR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Polimer Bilim ve Teknolojisi, Energy, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 129
Özet
Enerji hasadı, kendi kendine yeterli sistemleri beslemek için sürdürülebilir bir yaklaşım olup, akıllı ve taşınabilir cihazlara olan artan talebi karşılamaktadır. Bu tez, triboelektrik nanogeneratörleri (TENG'ler) ve elektromanyetik jeneratörleri (EMG'ler) entegre ederek mekanik enerjiyi verimli bir şekilde elektrik enerjisine dönüştüren Yuvarlanan Serbest Triboelektrik-Elektromanyetik Hibrit Enerji Hasadı Rulmanını (HEH-rulman) sunmaktadır. Mekanik sistemler için tasarlanan HEH-rulman, geleneksel rulmanların yerini alır veya onları tamamlar ve sürtünme ile aşınmayı azaltır. Neodim mıknatıs gömülü rulolar ve triboelektrik katmanları birleştirerek, HEH-rulman hem triboelektrik hem de elektromanyetik enerji hasadını optimize eder. HEH-rulman, EMG bileşeninden maksimum 0,94 W ve TENG bileşeninden 0,43 mW güç çıkışı elde etmiş olup, birleşik güç yoğunluğu 250 mW/m²'ye ulaşmıştır. Sistem, 200 RPM'de 236 LED'i çalıştırma, bir güç yönetimi devresi kullanarak bir akıllı telefonu şarj etme ve rüzgar enerjisi ile bir nem ve sıcaklık sensörünü çalıştırma kabiliyetini göstermiştir. Cihazın yetenekleri, HEH-rulmanının endüstriyel sistemler ve yenilenebilir enerji sistemleri dahil olmak üzere çeşitli uygulamalar için ölçeklenebilir ve verimli bir çözüm olarak potansiyelini ortaya koymakta ve gelişmiş kendinden güç alan teknolojilere yönelik bir yol açmaktadır.
Özet (Çeviri)
Energy harvesting is a sustainable approach for powering self-sufficient systems, addressing the growing demand for smart and portable devices. This thesis presents a rolling freestanding triboelectric-electromagnetic hybrid energy harvesting bearing (HEH-bearing), in which triboelectric nanogenerators (TENGs) and electromagnetic generators (EMGs) are integrated to efficiently convert mechanical energy into electrical power. The HEH-bearing, designed for mechanical systems, replaces or complements traditional bearings while reducing friction and wear. By combining neodymium magnet-embedded rollers and triboelectric layers, the HEH-bearing optimizes both triboelectric and electromagnetic energy harvesting. The HEH-bearing achieved a maximum power output of 0.94 W from the EMG component and 0.43 mW from the TENG component, with a combined power density reaching 250 mW/m2. The system demonstrated its ability to power up to 236 LEDs at 200 RPM, charge a smartphone using a power management circuit and operate a humidity and temperature sensor with wind energy. The capabilities of the device demonstrate the HEH-bearing's potential as a scalable and efficient solution for diverse applications, including industrial systems and renewable energy systems, paving the way for advanced self-powered technologies.
Benzer Tezler
- Uçaklar için statik elektrik yükü çökelme durumunun incelenmesi ve yıldırım çarpma durumu analizleri
Investigation of precipitation static condition and lightning strike condition analysis for aircraft
FURKAN AKBULUT
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZCAN KALENDERLİ
- Standart referans ivmeölçerlerin enterferometrik yöntemle kalibrasyonu
Başlık çevirisi yok
KARUN ALPER TİFTİKÇİ
- Triboelektrik nanogeneratörlerde enerji yoğunluğunu artırmak için dielektrik boyut optimizasyonu
Optimisation of dielectric size to increase energy density in triboelectric nanogenerators
ÖMER DİRİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiBingöl ÜniversitesiYenilenebilir Enerji Sistemleri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ABDULKERİM KARABİBER
- Triboelectric nanogenerators: Harnessing ocean wave energy and exploring fiber-based applications
Triboelektrik nanojeneratörler: Okyanus dalgasından elektrik enerjisi elde etme ve fiber bazlı uygulamaların araştırılması
ONUR DEMİRCİOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Bilim ve TeknolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSNÜ EMRAH ÜNALAN
DOÇ. DR. YUSUF KELEŞTEMUR
- Termoplastik keçe esaslı triboelektrik nanojeneratörlerin çıktı performanslarının incelenmesi
Investigation of the output performances of thermoplastic veil- based triboelectric nanogenerators
ARYA YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiBingöl ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ADEM YAR