Deniz dalgalarından enerji elde edilmesinin modellenmesinde karşılaşılan mekanik problemler
Mechanical problems encountered in modeling the conversion of sea-wave energy
- Tez No: 977091
- Danışmanlar: PROF. DR. EROL UZAL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Endüksiyon jeneratörü, Su dalgaları, Induction generator, Water waves
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Dalga enerjisi dönüşüm sistemleri üzerine yapılan güncel araştırmalar, genellikle sistemlerin mekanik açıdan daha sade hale getirilmesi ve buna bağlı olarak bakım gereksinimlerinin ve işletme maliyetlerinin düşürülmesi üzerine yoğunlaşmaktadır. Bu bağlamda, yapısal olarak daha az hareketli parça içeren, dolayısıyla daha düşük bakım ihtiyacı sunan lineer jeneratör tabanlı enerji dönüşüm sistemleri ön plana çıkmaktadır. Bu çalışma kapsamında, düşük frekanslı deniz dalgaları altında kararlı bir şekilde çalışabilecek, dinamik davranışları optimize edilmiş bir dalga enerjisi dönüştürücü sistem tasarlanmıştır. Geliştirilen sistem; şamandıra, rotor ve stator olmak üzere üç temel bileşenden oluşmaktadır. Özellikle şamandıranın geometrik boyutları, sistemin doğal frekansını deniz dalgası frekanslarıyla örtüşecek biçimde tasarlanmış; böylece rezonans koşullarında maksimum enerji dönüşümü sağlanması hedeflenmiştir. Modelleme sürecinde, Türkiye kıyılarına ait özgül deniz suyu yoğunluğu ve dalga karakteristikleri dikkate alınarak gerçekçi bir fiziksel ortam tanımlanmıştır. Üç boyutlu tasarımlar SolidWorks yazılımı aracılığıyla oluşturulmuş; sistemin zamanla değişen dinamik davranışı ise diferansiyel denklemler yardımıyla modellenmiş ve MATLAB ortamında kapsamlı sayısal analizlerle değerlendirilmiştir. Farklı şamandıra boyutlarına göre gerçekleştirilen simülasyonlar, sistemin hareket kabiliyetinin ve enerji üretim kapasitesinin dalga koşullarına oldukça duyarlı olduğunu ortaya koymuştur. Ek olarak, sarım sayısı, elektromanyetik kuvvet katsayısı ve benzeri parametrelerin sistem performansı üzerindeki etkileri ayrıntılı olarak incelenmiş; kontrol sistemlerinin verimlilik artırıcı etkileri değerlendirilmiştir. Elde edilen bulgular, doğrusal jeneratör tabanlı sistemlerin, bölgesel denizel koşullara göre optimize edilerek sürdürülebilir enerji üretiminde yüksek potansiyel sunduğunu göstermektedir. Bu doğrultuda çalışma, hem teorik hem de uygulamalı düzeyde dalga enerjisi teknolojilerine önemli katkılar sağlamaktadır.
Özet (Çeviri)
Wave energy conversion systems have been the subject of extensive research, particularly focusing on reducing mechanical complexity and minimizing maintenance costs. In this regard, systems based on linear generators have gained prominence due to their simpler structures and reduced need for servicing. This study introduces an energy conversion system designed to operate efficiently under low-frequency wave conditions, with a structurally optimized configuration. The system comprises three main components: a buoy, a rotor, and a stator. The buoy's geometric dimensions were selected to ensure resonance with the natural frequencies of ocean waves, aiming to maximize energy output. The model was developed using wave and seawater density parameters characteristic of the Turkish coastal regions. The structural design was created in SolidWorks as a three-dimensional model, and the system's dynamic behavior was represented by differential equations. These equations were analyzed through numerical simulations conducted in MATLAB. Simulation results with various buoy sizes demonstrated that the motion capabilities and power output of the system are highly sensitive to wave characteristics. Furthermore, system performance was significantly affected by parameters such as the number of coil windings and the electromagnetic force coefficient. The role of control systems in enhancing performance was also examined. Overall, the study shows that linear generator-based systems, when properly optimized according to regional conditions, hold significant promise for sustainable wave energy harvesting.
Benzer Tezler
- Dalga enerjisi potansiyelinin makro ve mikro ölçekte çıkarılması
Macro and micro scale modeling of wave energy potential
YASIN ABDOLLAHZADEHMORADI
Doktora
Türkçe
2018
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET ÖZGER
- Numerical Study Of Tandem OWC WECs With Different Geometrical Properties
Farklı Geometrik Özelliklere Sahip Art Arda Konumlandırılmış Salınımlı Su Sütunu Dalga Enerjisi Dönüştürücülerinin Sayısal İncelemesi
BURCU ÖZSELEK
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
İnşaat MühendisliğiTongjı UnıversıtyHidrolik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YONGLAI ZHENG
- Numerical modeling of wave overtopping in nearshore structures
Kıyıya yakın yapılarda dalga aşmasının sayısal modellenmesi
HAMZA CHEIKH ALI
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi ve Deniz Teknolojisi Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ DENİZ BAYRAKTAR BURAL
- А hybrid risk аssessment for offshore wind turbines
Açık deniz rüzgar türbinleri için hibrit risk değerlendirmesi
NURLAN ABBASLI
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Deniz Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi ve Deniz Teknolojisi Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYHAN MENTEŞ
- Remote sensing applications for physical and ecological state of Turkish coastal waters
Türkiye kıyılarının fiziksel ve ekolojik durumu hakkında uzaktan algılama uygulamaları
ATİLLA HÜSNÜ ERONAT
Doktora
İngilizce
1999
Su ÜrünleriDokuz Eylül ÜniversitesiDeniz Jeolojisi ve Jeofiziği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ORHAN USLU