Dalga enerjisi dönüşüm sistemlerinde enerji hasatı için piezoelektrik malzeme kullanılarak tasarlanan sistemlerin deneysel olarak incelenmesi

Enerji, insanların üretim yapabilmeleri ve yaşamlarını devam ettirebilmeleri için gerekli olan temel ihtiyaçlardan biridir. Artan nüfus ve gelişen teknolojiyle birlikte enerjiye olan ihtiyaç artarak devam etmektedir. Dünya enerji rezervleri gün geçtikçe tükenmeye yaklaşmakta ve mevcut enerji yöntemleri zararlı etkileri ile dünyayı tehdit altına almaktadır. Bu durum yeni enerji arayışlarına sebebiyet vermekte, en iyi alternatif olarak yenilenebilir enerjiler ön plana çıkmaktadır. Yerkürenin dörtte üçünü kaplayan sular ile elde edilecek dalga enerjisi, küresel enerji talebinin yüksek bir kısmını karşılayabilecek potansiyele sahiptir. Dalga enerjisinden yararlanmak için kullanılan mevcut sistemler yüksek dalga boyları ve genliklerinde çalışmak üzere tasarlanmışlardır. Bu sistemlerin etkilerinden faydalanamadığı aralıklardaki dalgaların enerjilerinden yararlanabilmek için yapılan araştırmalarda, dalgaların oluşturdukları mekanik etkilerin piezoelektrik malzemeler ile enerji hasadı sistemlerinde kullanılabileceği görülmüştür. Piezoelektrik malzemeler, kristal yapılarından dolayı üzerine etkiyen kuvvetin etkisiyle voltaj üretebilen malzemelerdir. Bu çalışmanın amacı, piezoelektrik malzeme ile tasarlanan enerji hasatçısının farklı dalgaların etkisi altında, serbest su yüzeyine olan konumunun değiştirilmesiyle elde edilen enerji miktarlarını karşılaştırarak en uygun enerji hasatçısı sistemini oluşturmaktır. Çalışmada 12 farklı konumda bulunan enerji hasatçısı sistemi 2 farklı dalga formu altında incelenmiştir. Oluşturulan 24 adet konfigürasyon için yapılan deneysel çalışma ile elde edilen verilere göre enerji hasat sistemlerinin verimlilik hesapları yapılmıştır. Yapılan çalışmaya göre maksimum güç değeri dalga hasatçısının dalga üretecine 50 cm uzaklıkta zeminden 35 cm yükseklikte, serbest su yüzeyine dik durumda ve dalga yüksekliği 2 cm ve periyodu 0,29 sn. olan dalgaların etkisi altında olması durumunda oluşturulan 16 numaralı konfigürasyon ile 2,26 (µW) olarak; maksimum verim yine 16 numaralı konfigürasyonda %21,04 olarak elde edilmiştir. Bu yüzden tasarımın serbest su yüzeyine dik, yüzeye yakın konumda ve frekansı yüksek dalgalar etkisinde kullanılacak şekilde yapılması verimi önemli ölçüde artıracaktır.