Piezo ve ısı tabanlı düşük güç enerji hasatlayıcı uygulaması
Low powered hybrid piezolectric and termal energy harvester applications
Yazar: FİLİZ ÇOLAK
Danışman: PROF. DR. ŞÜKRÜ ÖZEN
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Günümüz teknoloji çağında her alanda olduğu gibi enerji alanında da büyük
yeniliklerle birlikte gelişmesini sürdürmektedir. Tüketilen enerji, geliştirilen teknoloji ile
aynı doğrultuda artış göstermektedir. Ancak hızla gelişen teknoloji ile birlikte büyük
miktarda enerji tüketimi, yeni enerji kaynakları arayışını önemli kılmış ve
araştırmacılarını farklı alanlara ve farklı çözümlere yönlendirmiştir. Özellikle, insan
vücudunun ısı yayılımı, eklem hareketleri ve hatta dokuların elastik deformasyonlarından
uygulanabilir güç üretmede insan bir enerji kaynağı olarak konu edilmiştir. Günlük
aktivitelerden elde edilen enerji kombinasyonları, uzun süre kullanılabilecek veya kalıcı
olarak tekrar şarj ve implante edilebilir tıbbi cihazlara güç sağlamak için gerekli enerjinin
elde edilmesine imkân sağlamaktadır.
Günümüze kadar detaylı bir şekilde incelenmiş termal ve mekanik enerji,
literatürde "Human-powered Based Energy Harvesting" olarak geçen İnsan Gücüne
Dayalı Enerji Hasadı konusu ile birlikte ele alınmış ve önemi de vurgulanmıştır. Bu
alanda şimdiye kadar yapılan çalışmalar hakkında bilgi vermek gerekirse, araştırmacılar
yalnızca piezoelektrik malzeme kullanarak yalnızca mekanik enerjiden bile elde edilen
elektrik enerjisini, giyilebilir sağlık izleme sistemleri, ayakkabıdan enerji elde edilmesi,
otoyollardan enerji hasadı, MEMS uygulamaları gibi uygulamalarda kullanmıştır.
Bununla birlikte elektromanyetik enerji, termal enerji, manyetik enerji ve yenilenebilir
enerji alanlarında da hibrit şekilde uygulamıştır.
Bu tezde ise, insan gücüne dayanan, termal ve mekanik enerji sistemleri ile
birlikte enerji hasadı hakkında detaylı bilgi verilmiştir. Kısaca belirtmek gerekirse, termal
enerji vücut ısısına dayanırken, mekanik enerji ise genellikle uygulama ve hareket
uyarımına dayanmaktadır. Dolayısıyla bahsi geçen çalışmada insandan enerji hasadı,
peltierler yardımıyla vücut ısısından elde edilen enerjiyi elektriğe öte yandan mekaniksel
kuvveti ve hareketi de doğrudan elektriğe çevirebilen piezoelektrik malzemeler
yardımıyla sağlanmaktadır. Elde edilen hibrit enerjinin bir bataryaya depolanması ve
özellikle sporcular için anlık sağlık izleme uygulamalarında nasıl kullanılabileceği
hakkında örnekli çalışmalar yapılmıştır.

Abstract:
Nowadays, technology is developing day by day along with great innovations in the
field of energy as it is in every field. The energy consumption is increasing in the same
direction as the developed technology. However, with the fast developing technology, the
large amount of energy consumption has led to find the new search for new energy
sources and has caused researchers to different areas and different solutions. Especially,
the human body has been issued as a source of human energy to generate feasible power
from heat dissipation, joint movements and even elastic deformations of tissues. The
energy combinations obtained from daily activities allow the energy required to power
the medical devices that can be used for a long time or permanently recharged and
implanted.
The thermal and mechanical energy analyzed in detail as well as the discussed in the
literature as "Human-powered Based Energy Harvesting", and emphasis has been
highlighted of the importance in the thesis.If we want to give an brief about the reseaches
which were done by researchers, with only usage of piezoelectric materials which Works
about the transformation of the mechanical energy to electrical energy was applied on the
wearable healthcare monitoring systems, energy harvesting from shoes, energy
harvesting from road, MEMS applications etc. Additionally, piezoelectric harvesters are
commonly combined and applied with electromagnetic,thermal,magnetic and renewable
energies.
In the thesis, the studies are issued mainly Human-Powered Energy Harvesting with
piezoelectricity and thermoelecticity. Briefly, thermal energy is based on body heat while
mechanical energy is usually based on application and motion stimulation. Therefore, in
the work mentioned above, the human energy is harvesting by implemention of by the
help of thermoelectric generators from the body heat and then the mechanical force and
the movement by the help of piezoelectric materials which can directly convert heat and
mechanical energy to the electricity. It examplies how to store the hybrid energy stored
in a battery and