Odun sobaları için su soğutmalı termoelektrik jeneratör tasarımı
Water cooled thermoelectric generator design of wood burning stove
Yazar: ABDULLAH SOLMAZ
Danışman: YRD. DOÇ. DR. ABDULLAH HAKAN YAVUZ
Gaziosmanpaşa Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Mekatronik Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Mekatronik Mühendisliği = Mechatronics Engineering
Dizin: Mekatronik = Mechatronics ; Termoelektrik = Thermoelectric

Özet:
Termoelektrik jeneratörler ısı enerjisini doğrudan elektrik enerjisine hiç bir ara elaman kullanmadan çevirirler. Temeli yarıiletken teknolojiye dayanan termoelektrik malzemeler üzerinde yapılan çalışmalarda verimler oldukça iyi bir seviyeye gelmiştir. Yenilenebilir enerji kaynaklarının büyük öneme sahip olduğu günümüzde atık ısıların değerlendirilmesi de oldukça önemlidir. Bu tez çalışması insanların doğal faaliyetleri neticesinde ortaya çıkan atık ısıların değerlendirilmesi için termoelektrik jeneratör tasarımı ve uygulamasını içermektedir. Yapılan çalışmada odun sobalarında açığa çıkan ısının elektrik enerjisine çevrilebilmesi için su soğutmalı termoelektrik jeneratör tasarımı ve uygulaması yapılmıştır. 12 adet termoelektrik modül kullanılarak tasarlanan jeneratör ile yüksüz ve yüklü testler yapılmıştır. Yük olarak led, fan. potansiyometre ve akü şarj regülatörlü DC-DC çevirici kullanılmıştır. Yüksüz olarak yapılan testlerde 57 V açık devre voltajı elde edilirken maksimum güç transferi 2.8 L/dk su devir daim hızında 27.6 W olarak ölçülmüştür. DC-DC çevirici kullanılarak yapılan akü şarj deneyinde çevirici girişindeki gerilimi 25.9 V iken çıkış gerilimi 14.15 V olarak ölçülmüş ve 27.6 W güç elde edilmiştir. Bu değerler jeneratör yüzeyleri arasındaki sıcaklık farkı 109 derece ve sıcak yüzey sıcaklığı 168 derece iken elde edilmiştir. Yapılan deneylerle ilgili sonuçlar tablolar ve grafikler halinde gösterilmiştir

Abstract:
Thermoelectric power plants convert the heat energy into electrical energy without using any intermediate components. Their efficiency is improved by studies on thermoelectric materials which is based on semiconductor technology. Considering the importance of the renewable energy sources, recovery of waste heat is also substantial. This thesis considers the thermoelectrical generator design for recovery of the waste heat produced from natural activity of people. It includes the design and implementation of water-cooled thermoelectric generators in order to convert the waste heat of wood stoves into electrical energy. Exploiting a generator designed by using 12 thermoelectric modules, loaded and unloaded tests are run. LED, fan, potentiometer, and battery charged DC-DC converter are used for loaded tests. In unloaded tests, on the other hand, 57 Volts and 26.6 Watts open circuit voltage and maximum power transfer are obtained under 2.8 L/m speed of water-round per minutes. In the loaded tests for battery charging with DC-DC converters, 14.15 Volts and 27.6 Watts output voltage and power is achieved for a 24.11 Volts input voltage, which are observed under the conditions that the temperature difference between generator surfaces are 112 °C and the hot surface temperature is 168 °C. Obtained test results are demonstrated using tables and figures.