Fresnel lens kullanılarak güneş enerjisi ile polietilen kaynağı
Polyethylene welding with solar energy using fresnel lens
Yazar: SEMA UÇAK
Danışman: ÖĞR. GÖR. UĞUR ARABACI
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering ; Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology

Özet:
Günümüzde artan nüfus ve hızla tüketimin sonucunda yenilenebilir enerji kaynaklarının önemi gün geçtikçe artmaktadır. Doğada bol miktarda bulunan güneş ışınlarından faydalanabilmek için birçok çalışma mevcuttur. Bu çalışma kapsamında optik lenslere kıyasla daha ucuz ve hafif olan fresnel lensler kullanılarak güneş ışınlarının odaklanması sağlanmıştır. Oluşan güneş enerjisi ile kaynak yapabilmek için fresnel lensleri kullanma fikri ise daha önce başka bir akademik çalışmada yer almamıştır. Fresnel lensler sayesinde odak noktasında oluşan yüksek sıcaklıklar ile polietilen malzemelerin kaynağı yapılmıştır. Kaynak işlemleri sırasında odak noktasındaki sıcaklıklar ölçülmüştür. Ardından kaynak işleminin özelliklerini belirlemek amacıyla ana malzeme ve kaynaklı parçalardan numuneler alınarak sertlik testi, çekme testi, üç nokta eğme testi, charpy eğme dayanımı testi gibi mekanik testler, vicat yumuşama sıcaklık testi ve DTA gibi termal testler ve makro incelemeler yapılmıştır. Yapılan inceleme ve deneyler sonucunda sertlik deneylerinde ana malzemeye göre ortalama 4 Shore D'lik bir artış olmuştur. Çekme dayanımları sonuçlarında da ana malzemeye göre %39'luk azalma elde edilmiştir. Diğer mekanik testler incelendiğinde de elde edilen mekanik değerlerin ana malzemeye yakın olduğu, literatürde yer alan farklı birleştirme yöntemlerinde elde edilen değerlere göre ise daha yüksek olduğu tespit edilmiştir.

Abstract:
Today, as a result of increasing population and rapid consumption, the importance of renewable energy sources is increasing day by day. There are many studies to take advantage of the sun's rays, which are abundant in nature. Within the scope of this study, the sun rays were focused by using fresnel lenses, which are cheaper and lighter than optical lenses. The idea of using fresnel lenses to weld with the generated solar energy has not been included in any other academic study before. Thanks to the high temperatures at the focal point thanks to Fresnel lenses, polyethylene materials were welded. The temperatures at the focal point were measured during the welding processes. Then, mechanical tests such as hardness test, tensile test, three-point bending test, charpy bending strength test, thermal tests such as vicat softening temperature test and DTA and macro examinations were carried out by taking samples from the main material and welded parts in order to determine the characteristics of the welding process. As a result of the examinations and experiments, there was only an average of 4 Shore D increase compared to the base material in the hardness tests. In the tensile strength results, 39% reduction was obtained compared to the base material. When other mechanical tests were examined, it was determined that the mechanical values obtained were close to the base material and higher than the values obtained in different joining methods in the literature