Geri Dön

Yerçekimi bataryası şarj modeli ve eşdeğer devre tasarımı

Gravity battery charging model and equivalent circuit design

PDF İndir

  1. Tez No: 959374
  2. Yazar: YASAMAN RAHIMI
  3. Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ YUSUF GÜRCAN ŞAHİN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2025
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: İstanbul Gelişim Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Bu tez, yerçekimi temelli enerji depolama sistemlerinde şarj sürecinin modellenmesi ve bu sürece ait eşdeğer elektrik devresinin tasarımı üzerine odaklanmaktadır. Bu sistemlerde, elektrik enerjisi ağır bir kütleyi yukarı kaldırmak için kullanılır ve ihtiyaç anında bu kütlenin aşağıya inmesiyle potansiyel enerji tekrar elektrik enerjisine dönüştürülür. İlk olarak sistemin mekanik yapısı; motor, hareketli kütle, yerçekimi kuvveti ve sürtünme etkileri ile birlikte analiz edilmiş ve hareket denklemleri elde edilmiştir. Bu denklemler, analitik olarak (Laplace dönüşümü yöntemiyle) ve sayısal olarak (Dördüncü dereceden Runge-Kutta yöntemi ile) çözülerek, sistemin şarj aşamasındaki (kütlenin yukarı hareketi) dinamik davranışı incelenmiştir. Daha sonra, sistemin eşdeğer elektrik devresi tasarlanmıştır. Bu devrede, mekanik bileşenler (kütle, sürtünme, motor vb.) elektriksel elemanlarla (direnç, endüktans, gerilim kaynağı) modellenmiştir. Tasarlanan bu eşdeğer devre, MATLAB /Simulink ve Python gibi yazılımlar kullanılarak simüle edilmiş ve analiz edilmiştir. Ayrıca, biri lineer sürtünmeli (model a), diğeri ise doğrusal olmayan sürtünmeli (model b) olmak üzere iki farklı simülasyon modeli oluşturulmuş ve bu modellerden elde edilen sonuçlar, analitik ve sayısal çözüm sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Sonuçlar, geliştirilen modelin doğruluğunu ve geçerliliğini teyit etmektedir. Bu çalışma, özellikle yenilenebilir enerji uygulamalarında kullanılabilecek yerçekimi temelli enerji depolama sistemlerinin tasarımı ve performans iyileştirmesine katkı sağlamayı amaçlamaktadır.

Özet (Çeviri)

This thesis focuses on modeling the charging process in gravity-based energy storage systems and the design of the equivalent electrical circuit for this process. In these systems, electrical energy is used to lift a heavy mass up and when needed, the potential energy is converted back into electrical energy by lowering this mass. First, the mechanical structure of the system was analyzed together with the effects of the motor, moving mass, gravitational force and friction and the equations of motion were obtained. These equations were solved analytically (with the Laplace transform method) and numerically (with the fourth-order Runge-Kutta method) and the dynamic behavior of the system during the charging phase (upward movement of the mass) was investigated. Then, the equivalent electrical circuit of the system was designed. In this circuit, the mechanical components (mass, friction, motor, etc.) were modeled with electrical elements (resistance, inductance, voltage source). This designed equivalent circuit was simulated and analyzed using software such as MATLAB / Simulink and Python. In addition, two different simulation models were created, one with linear friction (model a) and the other with nonlinear friction (model b), and the results obtained from these models were compared with the analytical and numerical solution results. The results confirm the accuracy and validity of the developed model. This study aims to contribute to the design and performance improvement of gravity-based energy storage systems that can be used especially in renewable energy applications.

Geri Dön