Su dalgası enerjisinden doğrusal generatörlü elektrik üretim sisteminin deneysel incelenmesi


Creative Commons License

Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Kocaeli Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2019

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: YUSUF GÜRCAN ŞAHİN

Danışman: Özcan Atlam

Özet:

Modern hayatın vazgeçilmez unsuru olan enerji, günümüzde en çok fosil yakıtlardan sağlanmaktadır. Bu kaynakların gerek temin edilmesi gerek kullanılması sırasında üstesinden gelinmesi gereken durumlar, farkında olunsun ya da olunmasın bireylerin sosyal hayatına etki etmekle kalmamakta aynı anda gezegenimizin de kirlenmesine neden olmaktadır. Bu yüzden araştırmacıların yenilenebilir enerji kaynaklarına yönelmesi son derece olumlu ve desteklenmesi gereken bir eylemdir. Benzer şekilde ülkemizde de özellikle güneş ve rüzgâr enerjisi alanında çalışılmaktadır ancak yüksek enerji yoğunluğuna rağmen dalga enerjisi sadece ülkemizde değil, bütün dünyada ihmâl edilmiştir. İlk ciddi çalışmaların geçtiğimiz son 40-45 yıl içinde yapıldığına dikkat edersek, bu alanda keşfedilecek çok şey olduğunu düşünebiliriz. Dalga enerjisi tesislerinin çok farklı topolojisinin olması da henüz optimum noktanın bulunamadığını dile getirmeye delalet edebilir. Ülkemizin, okyanusa kıyısı olmasa da 8333 km bir kıyı şeridi vardır. Dolayısıyla ülkemiz dalga enerjisinden yararlanabilir. Bu bilgiler doğrultusunda, klasik imalat yöntemleri ve laboratuvarda yapılan bir üç boyutlu yazıcı kullanılarak elde edilen parçalarla doğrusal generatörlü minyatür bir noktasal emici modeli geliştirilmiştir. Parametrelerinin incelenmesine yönelik yapılabilecek deneyler tasarlanmıştır. Şamandıra-generatör sistemine kaldıraç eklenerek aktarılan gücün kuvvet- hız karakteri incelenerek modeli çıkarılmış ve model ile deney karşılaştırılmıştır. Sinüs karakterindeki bir su salınımının mekanik bileşenlerinin sinüs kare dönüşümü vasıtasıyla elde edilmesi önerilmiş ve bununla birlikte enerji dönüşümü sistemlerinin modellenmesinde kullanılabilecek bir yaklaşım uygulamalı olarak örneklendirilmiş, elde edilen model ile deney karşılaştırılmıştır. Bu çalışma, yedi bölümden oluşmaktadır. Birinci bölümde, dalga enerjisi kavramının hem dünyadaki hem de ülkemizdeki potansiyeli gösterilmiş, tarihsel gelişimi ve öncü teknolojileri tanıtılmıştır. İkinci bölümde, sistemde kullanılan generatörler test edilerek düşük de olsa üretilen enerjinin takip edilip incelenebileceği gösterilmiş ve bununla birlikte büyük bir generatör tasarlanarak imal edilmiş ve parametreleri belirlenmiştir. Üçüncü bölümde deney tankı tanıtılmıştır. Dördüncü bölümde, su salınımının enerji bileşenlerinin tespitine yönelik, sinüs dalgasının kare dalgaya dönüştürülerek hesaplanması önerilmiştir. Beşinci bölümde, enerji dönüşümü yapan sistemlere uyarlanabilecek bir modelleme yaklaşımı gösterilmiş, yaklaşım deneysel olarak test edilmiştir. Altıncı bölümde, su duba generatör ilişkisi incelenmiştir. Yedinci bölümde sonuç olarak, yenilenebilir enerji eğitimine katkı verecek bir deney seti tasarlanarak su dalga enerjisi özelinde hem deneysel hem de matematiksel bir inceleme yapılmıştır. Sinüs – kare dönüşümü genlik ilişkisi gösterilmiş, kaldıraç içerecek şekilde güç aktarımı modellenmiştir. Enerji dönüşümü sistemlerinin modellenmesinde kullanılabilecek bir yaklaşım tanıtılmış ve su, duba, generatör ilişkisi gösterilmiştir.