Dış mekan yaşamında kullanılacak ısıtma, pişirme ve enerji kaynağı ile cihaz tasarımı, üretim maliyeti ve pazar analizi

Günümüzde insanlar tarafından doğada açık alanda yaşamanın yanı sıra afet dönemlerinde zorunlu dış mekân yaşamının gerektirdiği barınma, ısınma, pişirme ve enerji gibi temel ihtiyaçları karşılamak büyük önem taşımaktadır. Bu çalışmada, söz konusu temel ihtiyaçlardan ısınma, pişirme ve elektrik enerjisini tek bir cihaz ile karşılayabilecek bütünleşik bir cihaz tasarlanarak örneklenmiştir. Bu türden çok işlevli bir cihaz hem verimliliği artırmakta hem de üretim ve kullanım maliyetlerini düşürebilmektedir. Genel bir tasarım üzerinden imalatta kullanılacak malzeme tercihleri belirlenmiş, maliyet hesaplamalarında talaşlı imalat ve uygun kaynak yöntemleri göz önünde bulundurulmuştur. Diğer bileşenler en önemli kriter olan geçici yaşam alanlarında kullanılabilme, güvenlik kriterlerini karşılama ve çalışma süreleri dikkate alınarak imalat sürecine dahil edilmiştir. Ürünün belirli standartlara uygun dayanıklılık seviyelerine ulaşması hedeflenmiş ve bu doğrultuda maliyet analizleri yapılmıştır. Bu maliyet hesaplamasının üzerine örneklenip pazar araştırması yapılarak benzer rakip ürün fiyat araştırmaları ve satılabilirlik analizi yapılarak kullanışlı taşınabilir bir ürün tasarlanmaya çalışılmıştır. Çalışmanın diğer bir amacı gelecekte seri üretilmesi planlanan cihazımızın belirli bir model tasarımı üzerinden imalat maliyet hesaplamalarının yapılması ve çıkan maliyet ile pazar araştırması üzerinden satılabilirlik ve kullanılabilirlik kararının verilmesi için sayısal sonuçlara ulaşmaktır. Bu tasarımın güvenli kullanım sınır şartları altında kalmamak koşulu ile alternatif tasarım ve imalat tekniklerini de deneyerek en düşük maliyet ve en yüksek verimlilik sağlayacak malzemelerle nihai ürün haline getirilmesi sağlanmıştır. Maliyet analizlerinin yapılması sonucunda standart bir şekilde son kullanıcıya uygun bir ürün olarak örneklendirilmesi hedeflenmiştir. Bu çalışmada peltier plakaların ısı farklılıklarından elektrik üretme özelliğinin dış mekanlarda sıklıkla kullandığımız mangal ve soba benzeri bir ısıtma ve pişirme düzeneği ile birleştirerek dış ortamın serinliğini soğuma kaynağı ve tasarladığımız pişirme ünitesini de ısı kaynağı olarak kullanarak ısı farklılığını peltier plakalar aracılığı ile elektrik enerjisine dönüştürmek amaçlanmıştır. Böylece cihaz, aynı anda hem pişirme ve ısınma hem de düşük voltajlı elektrik üretimi ihtiyacını karşılamaktadır. Tasarladığımız cihazın termoelektrik jeneratör verimliliğini ölçmek ve değerlendirmek için cihazımız farklı yakıt ve koşullar ile testlere tabi tutulmuştur. Bu testler ile cihazımızın elektrik üretimi ölçülmüştür. Testler genel olarak günlük yaşamda sıkça kullanılan odun, mangal kömürü, küçük odun parçaları ve fındık kabuğu gibi yaygın yakıt türleri ile yapılmıştır. Yapılan testlerin verileri setler halinde tablolara aktarılmıştır. Tablolardaki veriler kullanılarak test sonuçlarından grafikler elde edilmiştir. Her yakıt türü için oluşturulan bu grafikler ile kullanıcının hangi yakıt türü ile daha verimli ısı ve elektrik enerjisi elde edebileceğini ortaya koymuştur. Ayrıca yanma testleri sırasında süreler de dikkate alınarak kullanıcının makul sürelerde hem ısınma hem pişirme hem de elektrik enerjisi üretimi için yeterli sıcaklıklara ulaşılması test edilmiştir. Sadece sıcaklık ve süre değerleri değil kullanıcıların duman gibi maruz kalabilecekleri olumsuz durumların da kontrolleri yapılmıştır. Yanma esnasında oluşabilecek olumsuzluklar test edilerek, tasarımda gerekli düzeltmeler yapılmıştır. Cihazın üretim aşamalarında farklı üretim teknikleri ve malzemeler denenerek maliyet analizlerinin yapılması ve ürünün maliyetinin düşürülmesini sağlamıştır. Diğer taraftan yanma testlerinde kullanılan genel yakıt türleriyle de cihazın hangi yakıt ile daha etkin bir elektrik üretimi sağladığı saptanmıştır. Nihai tasarıma bu yakıt türlerine göre şekil verilmiştir. Taşınabilirlik, kullanıcı güvenliği ve verimlilik gibi unsurlar esas alınarak açık alan koşullarında kullanılmaya uygun, işlevsel ve ekonomik bir ürün elde edilmiştir. Cihazın ısınma, pişirme ve elektrik üretimi temel ihtiyaçlarını etkin bir şekilde açık alanda karşılaması amaçlanmıştır. Burada cihazın tasamının afet dönemlerinde yada kampçılık hayatında açık alanda bu üç temel ihtiyacın kullanıcıya kolay ve etkin bir şekilde sağlanması için geliştirilmesi sağlanmıştır. Üretilen Elektirik enerjisinin daha yüksek voltaj ve akım değerelerine ulaşabilmesi adına yapılan örneklem üzerinde değişik peltier plaka yerleştirme, fan konumlandırma, ısıl iletken plaka düzeneklerini deneyerek tasarım olarak da taşınabilir bir model tasarlanmıştır. Yapılan bu ürünün sahada açık alan yaşam koşullarında kullanılabilir, verimli bir ürün olması hedeflenmiştir. Bu çalışma; afet bölgelerinde, kampçılık faaliyetlerinde ya da geçici açık alan yaşamının zorunlu hâle geldiği durumlarda kullanıcıların ısınma, pişirme ve düşük voltajlı elektrik üretimi gibi üç temel ihtiyacını aynı anda ve taşınabilir bir cihaz aracılığıyla karşılayabilmesine imkân tanıyan bütüncül ve yenilikçi bir çözüm sunmaktadır. Tasarlanan cihaz, saha testleriyle desteklenen performans verileri ve ayrıntılı maliyet analizleri doğrultusunda değerlendirilmiş; elde edilen bulgular, ürünün seri üretime uygun olduğunu ve hedef pazarda benzer ürünlere kıyasla daha yüksek rekabet potansiyeline sahip olduğunu göstermiştir. Ayrıca, cihazın modüler yapısı, farklı yakıt türleri ile uyumluluğu ve enerji verimliliği açısından optimize edilmiş tasarımı, onu sürdürülebilir enerji çözümleri alanında örnek teşkil eden bir model hâline getirmektedir. Bu yönüyle çalışma hem bireysel kullanıcılar hem de afet yönetimi ve insani yardım kuruluşları için pratik, ekonomik ve çevre dostu bir alternatif sunarak literatüre ve sektöre önemli bir katkı sağlamayı hedeflemektedir.