Orta Karadeniz’de Düşük Güçlü Sistemler İçin Dalga Enerjisinden Enerji Üretimi Yöntemi ve Uygulaması

Abstract

Elektrik enerjisi, günümüzde en yaygın kullanılan enerji türüdür. Bunun en temel nedenleri: Üretilmesinin kolay olması, verimli bir şekilde depolanabilmesi, diğer enerji türlerine (Isı, mekanik vs.) kolayca dönüştürülebilmesi ve temiz bir enerji türü olması verilebilir. Gelişen sanayi ve teknoloji, bu enerji türüne olan ihtiyacın zamanla üstel biçimde artmasına neden olmaktadır. Kendisi temiz bir enerji türü olmakla birlikte, elektrik enerjisinin üretimi için günümüzde yaygın olarak kullanılan yöntemlerin çoğu çevresel sorunlara neden olmaktadır. Bu sorunların en büyüğü kuşkusuz küresel ısınmadır. Bunun nedeni ise elektrik enerjisi üretiminin ağırlıklı olarak fosil yakıtlardan sağlanmasıdır. Küresel ısınmanın neden olduğu çevre sorunları nedeni ile yenilenebilir enerji üretimine olan ilgi her geçen gün artmaktadır. Bu tez, yenilenebilir enerji kaynaklarından dalga enerjisinin düşük güçlü sistemler için elektrik enerjisine dönüşümünü sağlayacak aynı zamanda da yerleştirildiği bölgenin dalga enerji üretim potansiyelinin araştırılmasında kullanılabilecek bir cihazın tasarımı ile ilgilidir. Enerjinin korunum ilkesi gereği herhangi bir enerji türü ancak başka bir enerji türünden dönüştürülebilir. Bu bağlamda dalga enerjisinden elektrik enerjisinin üretimi için piezoelektrik enerji dönüşümü olarak bilinen bir yöntem kullanılmıştır. Temel olarak piezoelektrik etki üzerine mekanik titreşim uygulanan bir kristalin elektriksel olarak polarize olması şeklinde açıklanabilir. Bu etki aynı zamanda da tersinir özelliktedir. Bu tez kapsamında tasarlanarak imal edilen cihaz, dalga enerjisinden sağlanan hareket enerjisinin, yaylar ile titreşim enerjisine dönüştürülmesi ve bu titreşim enerjisinin ise piezoelektrik dönüştürücüler ile elektrik enerjisine dönüştürülmesi prensibinde çalışmaktadır. Üretilen elektrik enerjisinin depolanması için diyot ve kapasitörlerden oluşan bir arayüz devresi kullanılmıştır

Electrical energy is the most common energy type used nowadays. Basic reasons for this can be given as follow: it can be generated easily, it can be stored easily, it can be converted into other energy types (Heat, mechanical etc) and it is a clean energy type. Developing industry and technology cause an exponential increasing demand for electrical energy. Although electrical energy is a clean energy type, most processes which is used to generate electrical energy cause environmental problems. The most important one of these problems is undoubtedly global warming because most of these process use fossil fuel in order to generate electrical energy. Interest for renewable energy generation systems is getting increase due to environmental problems which global warming cause. This thesis is about a system which can convert wave energy, which is one of the renewable energy resources, into electrical energy. In addition, the fabricated system can be used as a device to evaluate the wave energy potential for a specific area at sea. Due to conservation principle of energy any energy type can only be converted into another energy type. In this context, a method known as piezoelectric energy conversion had been used in this thesis in order to generation of electric energy. Basically, piezoelectric effect can be described as that a crystal, which is under the mechanical stress, produces electrical polarization. At the same time, this effect is reversible. Device fabricated in this thesis works principle based on conversion of mechanical energy supplied from wave into electrical energy via siprings which is placed on piezoelectrical transducers in order that vibrate them. An interface circuit composed diodes and capacitors was used in order to store electrical energy. The manufactured system is placed into a waterproof chamber floating on the sea.