Endüstriyel tesislerde enerji sağlama alternatiflerinin irdelenmesi: Piezoelektrik enerji hasadı ile bir elektrik motorunun ürettiği titreşimin modellenmesi

Bu tez çalışmasında enerji hasat ünitesi ile bir elektrik motoru üzerinden titreşim enerjisinden piezoelektrik enerji hasadı ve hasatta enerji üretimini yükseltmek amacıyla çeşitli senaryolar üzerinden bir değerlendirme yapılmıştır. Ansys Workbench paket programı aracılığıyla doğal frekansı bulmak için sonlu elemanlar ve modal analiz yöntemi uygulanmıştır. İlk olarak Piezo dönüştürücü ağırlıksız bir şekilde program içeriğinde bulunan modal analiz ve sonlu elemanlar metotu kullanılarak doğal çalışma frekansını deney ortamında kullanılan 50 Hz çalışma frekansına sahip olan motorun frekansına olabildiğince yakınlaştırmak hatta eşlemek için çalışmalar yapılmıştır. Sonrasında ise piezo dönüştürücü üzerine 0.17 gr ağırlıklı 4 mm çapa sahip olan 7000 kg/m³ yoğunluğa 0.24 poisson oranına sahip magnetlerden dönüştürücüın pirinç olan kısmına farklı adet ve yerleşim düzenleri ile yerleştirilmiştir. Bütün senaryolar ansys programında ayrı ayrı modellenerek her birinin ayrı ayrı modal analizi ve sonlu elemanlar analizi yapılmıştır. Ağırlıklı ve ağırlıksız piezo dönüştürücü senaryoları yine ansys programında 6 ayrı modda (titreşim esnasında frekans değerlerinde ortaya çıkan geometri) simule edilmiştir. Program çözümünde her bir senaryonun en yüksek elektrik enerji çıktısı elde edeceği doğal frekans değerleri bulunarak bu frekans değerleri içinde malzemedeki elastik gerilim sonuçları ortaya konularak karşılaştırılmıştır.