Dalga enerjisi dönüşüm sistemlerinde enerji hasatı için piezoelektrik malzeme kullanılması durumunda sistemlerin modellenmesi ve analizinin yapılması

Yenilenebilir enerji kaynaklarından biri olan dalga enerjisinden piezoelektrik malzemeler kullanılarak enerji hasatı yapmak (elektrik gücü elde etmek) için dalga enerjisi dönüşüm sistemi benzetimi yapılarak geliştirilen sistem sayısal olarak incelenmiştir. Dalga enerjisi dönüşüm sistemleri; konumlandırıldıkları okyanus ve denizlerin özelliklerine göre, belirli aralıklardaki dalga boyları ile genliklerinde çalışmak üzere tasarlanmıştır. Kullanılamayan ölçekteki dalga enerjisinden yararlanabilmek için yapılan araştırmalarda, dalga hareketlerinin oluşturduğu titreşimlerin dalga enerjisi hasadında piezoelektrik malzeme kullanılmasına imkân verdiği görülmüştür. Piezoelektrik malzemeler, etkiyen kuvvetler sonucu iç yapılarında oluşan yer değiştirmeler sebebiyle voltaj üretmektedirler. Bu voltaj uygun bir çevirici devreden geçirilerek enerji elde edilir. Bu tezin amacı, piezoelektrik malzemeler kullanılarak tasarlanan enerji dönüşüm sistemine değişken özelliklere sahip dalgaların etki etmesi sonucu oluşacak güç miktarının sayısal analizler ile hesaplamaktır. Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) paket programı olan ANSYS'in Fluent modülünde sayısal yöntemlerle incelenmesi dalga hareketlerinin sistem üzerine etki eden değişken basınç ve kuvvet değerleri için zamana bağlı modellenmesi ile yapılmıştır. ANSYS'in Transient Structural modülünde piezoelektrik malzemelerin bağlı olduğu levhaya etkiyen basınç sonucu meydana gelen şekil değiştirme, piezoelektrik malzemelerin ürettiği gücün hesaplanılmasında kullanılmıştır. Dalgadan üretilen enerji için kullanılan bağıntı ile üretilen elektrik gücü Root Mean Square (RMS) değerine ulaşılmıştır. RMS değerleri genliği 2 m altındaki dalgalar için 1.4 W değerinden az bulunmuştur. Dalga üretecinin su altındaki konum değişikliği, dalga boyu, su derinliği, dalga periyodu üretilen güç miktarını değiştirmektedir. Anahtar Kelimeler: Dalga Enerjisi, Enerji Hasatı, Piezoelektrik Malzemeler, Dalga Üreteci, Sayısal Dalga Tankı, Sıvı Hacmi Methodu.