Dalga enerjisi çeviricisi (DEÇ) sisteminin tasarımı, kinematik analizi ve hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) yöntemi ile analizinin yapılması
Design, kinematic analysis and computational fluid dynamics (CFD) analysis of the wave energy converter (WEC) system
Yazar: EMRE KAYGUSUZ
Danışman: DOÇ. DR. HÜSEYİN MUTLU
Mersin Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Enerji = Energy ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Bilgisayar destekli tasarım = Computer aided design ; Dalga enerjisi = Wave energy ; Kinematik analiz = Kinematic analysis ; Sayısal akışkanlar dinamiği = Computational fluids dynamic ; Yenilenebilir enerji = Renewable energy

Özet:
Bu çalışmada, ülkemizin kıyı şeritlerinde kullanılması amacıyla, deniz dalga enerjisini elektrik enerjisine dönüştürecek, birbirine ardışık düzende çalışabilen hareketli şamandıra tipi dalga enerjisi çevirici (DEÇ) ünitelerinden oluşan bir mikro-elektrik güç üretimi sisteminin kinematik analizi, Hesaplamalı Akışkan Dinamiği (HAD) analizi, prototip üretimi ve prototipin teorik analizlerle kıyaslaması önerilmektedir. Sistemde, dalga enerjisinin sahip olduğu potansiyel ve kinetik enerji mekanik harekete dönüştürülerek bir volan yardımıyla doğrudan elektrik üretilmesi amaçlanmaktadır. Doğrudan elektrik üretilmesi, ek teçhizat ihtiyacını ortadan kaldırarak maliyeti azaltmaktadır. Dalga enerjisini hareket enerjisine dönüştüren mekanizma sistemi olarak, doğrusal yörüngeli bir krank-biyel mekanizmasının biyel kolunun ucuna bağlanmış ve periyodik dalga hareketine göre aşağı yukarı hareket eden yüzen bir cisim ile bu koldan gelen aşağı yukarı hareketi tek yönlü olarak dönme hareketine dönüştüren özgün bir kol ve dişli mekanizma sistemi ile dönen mile eklenmiş uygun kütleli bir volan kullanılmıştır. Dalgadaki potansiyel ve bir miktar kinetik enerji volanda depolanmış ve bu enerji bir alternatör yardımı ile elektrik enerjisine dönüştürülmüştür. Bu çalışmada 4 adet farklı hacim ve geometriye sahip yüzer cisim tasarımı, Dalga Enerjisi Çevirici sisteme entegre edilmiş, bilgisayar ortamında modellenen deniz dalgası ortamında HAD analizleri ve yapısal analizleri yapılmış ve sistemin çalıştığını gösteren bir prototip imal edilmiştir. Sistemin atölye ortamında öngörüldüğü gibi çalıştığı gözlenmiştir.

Abstract:
In this study, kinematic analysis, Computational Fluid Dynamics (CFD) analysis, prototype of a micro-electric power generation system consisting of mobile buoy type wave energy converter (DEC) units that can convert sea wave energy into electrical energy and operate in tandem with each other for use on the coastlines of our country. Production and comparison of the prototype with theoretical analysis is recommended. In the system, it is aimed to produce electricity directly with the help of a flywheel by converting the potential and kinetic energy of the wave energy into mechanical motion. Generating electricity directly reduces the cost by eliminating the need for additional equipment. As a mechanism system that converts wave energy into motion energy, a floating buoy connected to the end of the connecting rod of a linear orbit crank-connecting rod mechanism and moving up and down according to the periodic wave motion, and a unique arm and gear that converts the up and down motion coming from this arm into a rotational motion in a one-way direction. A flywheel of suitable mass is used, which is attached to the rotating shaft with the mechanism system. The potential and some kinetic energy in the wave were stored in the flywheel and this energy was converted into electrical energy with the help of an alternator. In this study, floating buoy design with 4 different volumes and geometries had integrated into the Wave Energy Converter system, CFD analyzes and structural analyzes were made in the sea wave environment modeled in the computer environment and a prototype was produced showing that the system was working. It has been observed that the system works as predicted in the workshop environment.