T.C.

KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ

Mühendislik Fakültesi

Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü

DALGA HAREKETİ İLE

ENERJİ ÜRETİMİ

228478

Bilal TANATAR

Doç. Dr. H.İbrahim OKUMUŞ

Ocak 2014

TRABZON

T.C.

KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ

Mühendislik Fakültesi

Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü

DALGA HAREKETİ İLE

ENERJİ ÜRETİMİ

228478

Bilal TANATAR

Doç. Dr. H.İbrahim OKUMUŞ

Ocak 2014

TRABZON

LİSANS BİTİRME PROJESİ ONAY FORMU

Bilal TANATAR tarafından Doç. Dr. H.İbrahim OKUMUŞ yönetiminde hazırlanan

“Dalga Hareketi İle Enerji Üretimi” başlıklı lisans bitirme projesi tarafımızdan incelenmiş,

kapsamı ve niteliği açısından bir Lisans Bitirme Projesi olarak kabul edilmiştir.

Danışman : Doç. Dr. H.İbrahim OKUMUŞ

Jüri Üyesi 1 : Prof. Dr. Sefa AKPINAR

Jüri Üyesi 2 : Prof. Dr. İsmail H. ALTAŞ

Bölüm Başkanı : Prof. Dr. İsmail H. ALTAŞ

v

ÖNSÖZ

Teknoloji kelimesi ilk çağdan bu yana insanın merakıyla beraber ihtiyaçlara yönelik

karşılık vermek için kendini yineleyen ve sürekli değişen bir kavramdır. Gün geçtikçe

insanların zorlaşan hayatlarında kolaylıklara ve rahatlıklara olan arzusuyla beraber şaşırtıcı

bir hızla gelişmiş günümüz teknoloji seviyesine ulamıştır. Teknoloji geliştikçe de icat edilen

makinelerin, cihazların ana kaynağı olan elektriğe ihtiyaç da artmış ve elektrik üretimi

arayışı da başlamıştır. Bu arayışla insanlar en çok doğanın verdiği imkanları kullanarak

doğal yollarla elektriği üretebilme çabasına girmişlerdir. Bulunan yollardan en az bilineni ve

en az kullanılanı dalga enerjisi ile elektrik üretme olup bu projede elektriğe olan ihtiyaçtan

ve az bilinen bir yöntem olmasından dolayı dalga enerjisi ile elektrik üretimi konusunu

seçtim.

Bu projede emeği geçen danışman hocam Doç. Dr. H.İbrahim OKUMUŞ’a

bölümümüzün olanaklarını kullanılmasına izin verildiğinden Bölüm Başkanlığı’na, en

önemlisi tüm eğitim-öğretim hayatım boyunca yanımda olan aileme desteklerinden dolayı

teşekkürü bir borç bilirim.

Ocak 2014

Bilal TANATAR

vi

İÇİNDEKİLER

Sayfa No

Lisan Bitirme Projesi Onay Formu……………………………………………………………iii

Önsöz…………………………………………………………………………………………..v

İçindekiler…………………………………………………………………………………….vii

Özet……………………………………………………………………………………………ix

Semboller ve Kısaltmalar……………………………………………………………………...xi

1.GİRİŞ…………………………………………………………………….………………......1

1.1 Dalga Enerjisi………………………………………….…………………………………...2

1.2 Sistemin Akış Diyagramı……………….……………………………………………...…..3

2.TEORİK ALTYAPI………………………………………..………………………………...4

2.1 Lineer Jeneratör……………..……………………………………………………………...4

2.2 Köprü Tipi Doğrultucu……………………………………………………………………..4

2.3 Seri Regüle Devresi……………………………...…………………...…………………....5

3.TASARIM…………………………………………………………………………………....6

3.1 Mekanik Kısmın Tasarımı……………………………………………..………………......6

3.2 Elektriksel Kısmın Tasarımı……..………………………………………..…………….....6

3.2.1 Lineer Jeneratörün Tasarımı…………………………………………..…………………6

3.2.2 Elektriksel Devrenin Tasarımı…...……………………………………..………………..8

3.2.2.1 Köprü Tipi Doğrultucu…………………………………………………………………8

3.2.2.2 Seri Regüle Devresi…………….……………………………...……………………....9

3.2.2.3 Led Sistemi……………………………………………………...…………………....10

4.DENEYSEL ÇALIŞMALAR………………………………………………………………11

vii

4.1 Maaliyet Listesi………………………………………………………...………………....11

4.2 Mekanik Sistemin Yerleştirilmesi………………………………………...……………....11

4.3 Elektrik Sistemin Yerleştirilmesi………………………………………...……………….12

5.SONUÇLAR……………………………………………………………………...………...13

6.YORUMLAR VE DEĞERLENDİRMELER………………………………………………14

KAYNAKLAR…...……………………...…………………………………………………...15

EK-1 PROJENİN ÇALIŞMA TAKVİMİ..…………………………………………………...16

EK-2 STANDARTLAR VE KISITLAR FORMU.…………………………………………..17

ÖZGEÇMİŞ..…………………………………………………………………………………19

viii

ÖZET

Yenilenebilir enerji, son zamanlarda dünyadaki çoğu ülkenin kullanmak istediği,

kullandığı veya bunun üstünde araştırmalar yaptığı bir konumda yer almaktadır. Proje ile bu

enerji kaynakları arasında yer alan dalga enerjisi konu edinilmiştir. Dalga enerjisi sularda

oluşan dalganın hareketinden çeşitli şekillerde faydalanılarak üretilmektedir. Projede

kullanılan sistem ise kıyı tipi modeline benzerlik göstermektedir.

Proje dalga hareketinden enerji elde edebilme üzerinedir. Yenilenebilir enerji

kaynaklarından dalga enerjisini tanıtma niteliğindedir. Gerçekleştirilen projede mıknatıs ve

bobin ile bir doğrusal jeneratör yapılmıştır. Havuz içerisinde üretilen dalga sayesinde

neodyum mıknatısın bobin içerisinde doğrusal hareket yapması ile alternatif gerilim

üretilmiştir. Neodyum mıknatıs havuz içerisindeki suyun kaldırma kuvveti ile hareket eden

bir mekanik aksama bağlanmıştır. Mıknatıs bobin içerisinde doğrusal bir hareket yaparak

gerilim endüklenmesini sağlamıştır. Gerilim endüklenmesi mıknatıs bobin içerisine girerken

ve çıkarken sağlanmıştır. Mıknatıs tam bobin içerisinde iken gerilim endüklenmemiştir. Bu

durum endüklenme için manyetik alan değişiminin gerekli olduğunu göstermektedir. Daha

sonra elde edilen gerilim köprü tipi doğrultucu ile tam dalga doğrultulmuştur. Doğru

gerilime dönüştürülen gerilim seri regüle devresi ile sabitlenmiştir. Elde edilen en son

gerilim hazırlanan ledlerden oluşan sisteme aktarılmıştır.

ix

SEMBOLLER VE KISALTMALAR

Ω : Ohm

μ : Mikro (10-6

)

m : Mili (10-3

)

N : Sarım sayısı

V : Volt

A : Kesit Alanı

F : Farad

B : Manyetik Alan

W : Watt

DC : Doğru Akım

AC : Alternatif Akım

Ø : Manyetik akı

Ɛ : İndüklenen emk

x

1

1. GİRİŞ

Enerji, her türlü biçimiyle dünya üzerindeki en stratejik sektördür. Enerji sektörü

içinde izlenen yolların temel ilkesi ‘kamusal ve toplumsal faydaların’ korunması olmalıdır.

Bu faydaların korunması için enerji ihtiyacı, ‘güvenli, yeterli, sürekli, uygun fiyatlarla ve

çevre dostu koşullarla’ karşılanmalıdır [1].

Dalga enerjisi, yeryüzünde bulunan sularda sürekli olarak oluşan dalga hareketliliğini

temel alır. Enerji üretimi suların hareketi ile arşimed prensibine dayanmaktadır. Dalga enerjisi

diğer yenilenebilir enerji kaynakları gibi çevre dostu olarak düşünülebilir.

Dünyanın dörtte üçünün su ile kaplı olması da bu yöntemi daha cazip kılmaktadır.

Ülkemiz de konumu itibari ile dalga enerjisi kullanımı için uygun olarak düşünülebilir. Ayrıca

ülkemizdeki artan enerji tüketimi, stratejinin yenilenebilir enerji üzerine dönmesini mecbur

kılmaktadır. Yenilenebilir enerji için yapılacak her yatırım uzun vadede meyvesini verecektir.

Enerji, insanlık için en önemli ve vazgeçilmez ihtiyaçlar arasındadır. Bu özellik

ülkelerin kalkınma durumları göz önüne alınmak istenildiğinde kişi başına düşecek olan

enerjinin kıstas alınmasını açıklamaktadır. Enerji, kalkınma planlarının temel taşı olarak

görülmektedir. Gelişmekte olan ülkelerde enerji politikaları kalkınma programları ile

birleşiktir [1].

Dünya enerji kaynakları fosil ve fosil olmayan kaynaklar olmak üzere iki grupta

toplanmaktadır. Fosil kaynakların rezervinin %75'ini kömür, %14'ünü petrol ve %10'unu ise

doğal gaz oluşturmaktadır. Fosil olmayan en büyük kaynaklar ise yenilenebilir enerjilerdir [1].

Bu projede ise önemli yenilenebilir enerjiler arasında sayılan dalga enerjisinin önemini

vurgulayan bir çalışma yapılmıştır. Proje içerisinde şuan dalga enerjisi için dünyada

kullanılmakta olan sistemlerin temeli sayılabilecek bir sistem kullanılmıştır. Kısaca dalga

hareketi ile mıknatısın bobin içerisinde doğrusal hareket yapması sağlanmıştır. Bu hareket

sayesinde ise belirli bir gerilim endüklenmesi sağlanmıştır. Üretilen gerilim alternatif

gerilimden doğru gerilime dönüştürülmüştür. Bu işlem için gerekli elektriksel devre

hazırlanmıştır. Proje süresince dalga hareketinden en verimli şekilde faydalanabilmek adına

çalışmalar yürütülmüştür.

2

1.1. Dalga Enerjisi

Dünyanın büyük kısmı fosil kaynaklı enerjilerden yararlanmaktadır. Bu tür

kaynakların çevreye olan zararları ve sonlu olmaları sorgulanmaktadır. Günümüzde bu

sorgulama daha çok ön plana çıkmaktadır. Sonuç olarak insanoğlu alternatif, sınırsız, temiz

enerji kaynaklarına yönelmektedir.

Yenilenebilir enerji kaynakları üzerinde kısaca bir incelemeye baktığımız zaman;

bulundukları konumların eşit koşullarda olduğu varsayıldığında ortalama günlük güneş

enerjisi akışı metre kare başına 100 W’dır. Güneş enerjisinin kullanımında yüzey etkin

olduğundan yüzey örnek verilirse; ideal şartlarda 1 kW elektrik üretimi için 10 metrekarelik

bir alan gereklidir. Rüzgar enerjisi kullanılarak aynı miktarda elektrik üretimi için 2 metrekare

yer gereklidir. (1-5 veya 1-10) Dalga gücü için bu alan sadece 1 metrekaredir. (Kıyı Dalgası)

[2].

Türkiye’de dalga enerjisinin uygulanabilirliği için birçok araştırma mevcut

bulunmaktadır. Örneğin derin sulardaki toplam ortalama dalga enerji kaynakları, Türkiye kıyı

şeridi boyunca dalga güçlerinin birleştirilmesiyle değerlendirilebilir. Eğer gemi rotaları,

denizaltı tatbikat sahaları, Marmara Denizi’nin kıyı yerleşim yerleri, vb. dışarıda bırakılır,

dalga gücü düzeyleri ticari tüketim için yeterli olmayan Anadolu’nun kuzeydoğusundaki ve

güneyindeki dalga kaynaklarının pek çoğu göz hesaba katılmazsa, Türkiye’nin toplam kıyı

uzunluğunun (8210 km) beşte biri kadarının denizden dalga enerjisi elde etmede

kullanılabileceği düşünülebilir. Sadece bir dizi küçük ölçekli dönüştürücüden, yıllık 4-17

kW/m arasında dalga gücü olan sularda, toplam yaklaşık en az 10 TWh/yıl enerji elde

edilebilir. Bu değer, Türkiye’de üretilebilecek hidrolielektrik enerji potansiyelinin %12.5’ine

tekabul etmektedir [3].

Gerçekleştirilen proje, dalga enerjisinin ne kadar faydalı ve gerekli olduğunu basit

düzeyde göstermektedir. Dünyada Amerika, Portekiz gibi ülkelerin şuan enerji ürettiği

sistemlerin temel mantığı ile projede bulunan sistem ile benzerlik göstermektedir.

Örnek olarak, açık denizlerde kullanılan snake (yılan) tipi dalga enerji yönteminde

hidrolik sistem kullanılmaktadır. Dalga hareketi ile yağ basıncından faydalanılmaktadır.

Jeneratör sayesinde hidrolik motordan alınan hareket elektrik enerjisine dönüştürülmektedir.

Projede ise bu elektrik enerjisi jeneratörün en basit halindeki sistemden elde edilmektedir.

3

1.2. Sistemin Akış Diyagramı

Sistem Şekil 1’deki sıralanışa bağlıdır. Lineer jeneratörden üretilen alternatif gerilim

köprü doğrultucu ile doğrultulup regülatör devresi sayesinde gerilim sabitlenmiştir. En son

olarakta led sistemine aktarılmıştır.

Şekil 1. Sistem akış diyagramı

4

2. TEORİK ALTYAPI

2.1. Lineer Jeneratör

Jeneratör, temelde motorun çalışma yapısının tam tersi bir çalışma izlemektedir.

Hareket enerjisinden elektrik enerjisi elde etmeye yarar. Projede günümüzde kullanılan

jeneratörlerin temelini oluşturan sistem kullanılmaktadır. Bir jeneratör içinde mıknatıs ile

bobin arasında etkileşim yaratılarak gerilim endüklenmesi sağlanır. Projede kullanılan

jeneratörde bir bakır sarılı makara içerisinden mıknatıs doğrusal hareket yaptırılır. Sonuç

olarak alternatif gerilim elde edilir. Bilinen elektrik makinalarında 120 derecelik açılarla

yerleştirilen sargılar sayesinde hareket esnasında döner alan üretilir. Projede bulunan jeneratör

sadece alternatif gerilim üretilmesini sağlar. Bilinen jeneratörlerle en büyük farkı burada

ortaya çıkmaktadır.

Sistemde bulunan jeneratörde üretilecek gerilim dalganın hareketine, mıknatıs kesit

alanına, sarım sayısına bağlıdır. Dalganın hareketine bağlılığı manyetik alanın değişim hızı ile

ilişkilidir. Manyetik alanın değişim hızı, mıknatısın dalga hareketi ile makara içerisine grip

çıkmasıdır. Bu hareket sırasında süre ne kadar kısa olursa gerilimde o oranda artış

gözlemlenecektir. Bu nedenle bakır sarılı makaranın olabildiğince kısa seçilmesine dikkat

edilmiştir.

2.2. Köprü Tipi Doğrultucu

Doğrultma işlemi alternatif gerilimi doğru gerilime dönüştürmedir. Alternatif olan bir

gerilimin pozitif ve negatif alternansları bulunmaktadır. Kullanılacak bir diyot ile bu

altenanslardan pozitif olanını kullanma imkanı sağlanabilir.

Proje için köprü tipi doğrultucu seçilmiştir. Bu doğrultma ile alternatif gerilimin her

iki alternansından da faydalanılmaktadır. Böylece tam dalga doğrultma sağlanmış

olunmaktadır. Devre için 1N4007 diyotlarından köprü tipi doğrultucu oluşturulmuştur.

Doğrultma sonrasında doğru gerilim elde edilse dahi filtreleme için kapasitör kullanılmıştır.

Köprü tipi doğrultucuya paralel bağlanan bir kapasitör ile filtreleme sağlanmıştır.

Köprü tipi doğrultucu tam dalga doğrultma sağlamaktadır. Bu doğrultma için

kontrolsüz doğrultma denilir. Kontrolsüz doğrultma diyotlarla gerçekleştirilir.

5

Kontrollü doğrultma için diyot yerine tristörler kullanılır. Devremizde böyle bir şeye ihtiyaç

duyulmamıştır.

2.3. Seri Regüle Devresi

Doğrultma ve filtrelemeden sonra devre içinde regülatör devresi bulunmaktadır.

Regülatör öncesi gerilim doğru gerilim haline gelmiştir. Fakat gerilim değerinde girişten

gelen düzensiz gerilimden dolayı değişimler olabilmektedir. Oluşturan regüle devresi ile

gerilim sabitlenmektedir.

Projede kullanılan regüle devresi seri regüle devresi olarakta bilinmektedir. Seri regüle

devresinin en önemli elemanı zener diyottur. Zener diyot yapısından anlaşılacağı gibi çalışma

esnasında gerilimde oluşabilecek artışları çıkışta göstermemektedir. Devreye seri ismi ise

transistörün devreye seri bağlanmasından gelmektedir. Seri regülatör devresi pozitif ve negatif

olarak ikiye ayrılır. Sistem içerisinde pozitif özellikte olanı kullanılmıştır.

6

3. TASARIM

3.1. Mekanik Kısmın Tasarımı

Projenin mekanik kısmı havuz ve havuz içerisindeki hareketli aksamdan oluşmaktadır.

Havuz bölümümüzde daha önce benzer bir proje için kullanılmış olan 1.5m eninde ve 0.5m

derinliğindedir. Havuzun bir kenarında tabana menteşeli hareket edebilen bir levha

bulunmaktadır. Levha gerekli olan dalga üretimi için kullanılmaktadır. Havuzun diğer

kenarına ise içi boş 25cm uzunluğunda duba bir ucu havuza sabit, diğer ucu ise hareketli

olarak yerleştirilmiştir. Dubanın hareketli olan tarafının üstüne 30 cm uzunluğunda 2 adet

plastik çubuktan oluşan L şeklindeki aksamın bir ucu sabitlenmiştir. Bu 2 plastik çubuk

birbirlerine mil yardımıyla tutturulmuştur. Jeneratörün önemli bir parçası olan bakır tel sarılı

makara dubanın bulunduğu kenara monte edilmiştir. Çubuklardan boşta kalan uca mıknatıs

takılıp bobin içerisinde olacak şekilde ayarlanmıştır.

Mekanik sistemin çalışması, levha ile oluşacak dalga dubanın Arşimed prensibi ile

aşağı yukarı hareket yapmasını, dubaya bağlı olan plastik çubuğun o hareketi mıknatısa bağlı

çubuğun bobin içerisinde doğrusal hareket yapmasını sağlaması şeklindedir. Her dalgayla

beraber mıknatıs bakır tel sarılı makara içerisinde ileri geri gitmektedir.

3.2. Elektriksel Kısmın Tasarımı

Elektriksel kısmı oluşturan elemanlar;

Lineer jeneratör

Köprü tipi doğrultucu

Seri regüle devresi

Led sistemi

3.2.1. Lineer Jeneratörün Tasarımı

Bilindiği gibi bir elektrik motoru elektrik enerjisini hareket enerjisine

dönüştürmektedir. Jeneratör ise motorun tam tersi yönünde bir çalışma gösterir. Projede

tasarlanan lineer jeneratör şuan ki elektrik makinaların temelini oluşturmaktadır.

Tasarlanan jeneratör neodyum mıknatıs ve bakır tel sarılı makaradan oluşmaktadır.

Makara uzunluğu 8cm, iç çapı ise 2.5cm genişliğindedir. Neodyum mıknatıs çapı ise 2cm

genişliğindedir. Neodyum mıknatıs piyasadaki diğer mıknatıslara göre çok daha güçlüdür.

7

Projede için seçim sebebi bu güçlü olma özelliğidir. NdFeB ile gösterilen neodyum, demir ve

bor elementlerinden oluşmaktadır. Normal şartlarda makara iç çapının daha az olması daha

yüksek gerilim üretmeye yarayabilir. Fakat sistemde dalga hareketi tam anlamıyla düzenli

olmayacağı için mıknatısa daha rahat hareket edebileceği bir alan bırakılmıştır. Böylece dalga

hareketinin tam anlamıyla doğrusal harekete aktarılması sağlanmıştır. Makara üzerine 0.20

mm2 kalınlığında bakır telden 11000 sarım atılmıştır. Bakır telin çapı küçük akım değerleri ile

çalışılacağı için küçük seçilmiştir.

Mıknatıs hareket esnasında sadece bakır tel sarılı makara içine girip çıkacaktır.

Havuzun su olan kısmı ile yakınlık olmadığı için ayrıca bir yalıtıma gerek duyulmamıştır.

Böylece hareket esnasında mıknatıs hareketi rahatlıkla gözlemlenebilecektir.

Jeneratör yapımında faraday kanunları esas alınarak hesaplar yapılmıştır.

Ɛ =

(1)

Endüklenen gerilim sarım sayısı ile manyetik akının zamana göre türevine bağlıdır.

manyetik akıyı, B manyetik alanı, A mıknatıs kesit alanını, Ɛ endüklenen gerilimi

simgelemektedir.

(2)

Ɛ=

(3)

Sistem içinde bakır tel sarılı bobin içerisinde neodyum mıknatıs hareket edecektir. Bu

hareket için faraday yasalarını formülize edecek olursak;

VÇ=N.A.

(4)

Projede kullanılan sistemde denklem-4 çıkış gerilimini bulmak için kullanılabilir.

Formül içerisindeki A değeri mıknatısın kesit alanını göstermektedir.

8

Şekil 2. Mıknatıs hareketi ile gerilim endüklenmesi

Şekil 2’ de görüldüğü endüklenen gerilim kullanılan mıknatısın kesit alanına, sarım

sayısına ve manyetik alanın zamanla değişimine bağlıdır. Mıknatısın ileri geri hareketi ile

bakır telleri iki ucu arasında gerilim oluşmaktadır. Proje yapımı sırasında bu kıstaslara göre

lineer jeneratör tasarlanmaya çalışılmıştır.

3.2.2. Elektriksel devrenin tasarımı

3.2.2.1 Köprü tipi doğrultucu

Teorik altyapı başlığında doğrultucular hakkında özet olarak bilgiler verilmiştir. Daha

önce bahsi geçtiği gibi devre için köprü tipi doğrultma dört adet 1N4007 diyodu ile

sağlanmıştır. Alternatif gerilimden doğru gerilim olarak maksimum verim ile faydalanmak

için köprü tipi doğrultma gereklidir. Bu doğrultma ile tam dalga doğrultma sağlanmıştır.

Şekil 3. Köprü tipi doğrultucu eşdeğer devresi

9

Şekil 3’ ten anlaşılacağı gibi üst taraftaki uçtan akım geldiğinde devre D1 ve D4

üzerinden tamamlanacaktır. Alt uçtan akım geldiğinde ise D3 ve D2 üzerinden

tamamlanacaktır. Böylece girişten gelen pozitif alternans aynen aktarıldığı gibi negatif

alternansta pozitif yapılmış olmaktadır. Elde edilen gerilim Şekil 4 ve Şekil 5’de

gözükmektedir.

Şekil 4. Köprü tipi diyot akım yönleri

10

Şekil 5. Köprü tipi diyot akım yönleri

Elde edilen gerilim en son olarak paralel bağlanacak kondansatör sayesinde filtre

edilmektedir. Sürekli pozitif alternans olarak üretilecek gerilimi daha sabit bir konuma

sokmaktadır. Şekil 6’ de görüldüğü gibidir.

Şekil 6. Filtreleme işlemi eşdeğer devresi

11

3.2.2.2. Seri Regüle Devresi

Regülasyon işlemi, devrenin çalışma esnasında üretilen gerilimdeki düzensizlikleri

düzenlemek için kullanılmaktadır. Regülasyon işlemi taban bir gerilim değeri üzerinde

gelebilecek artışları çıkışta göstermemek, gerilimi arzu edilen bir gerilim değerinde sabit

tutma işlemidir.

Devre için seri regüle devresi kullanılmaktadır. Şekil 7’de görüldüğü gibi köprü tipi

doğrultucu çıkışına seri bir transistör bağlanmıştır. Transistörün base ucuna zener diyot

bağlanmıştır. Zener diyot gerilim sabitlemek görevindedir.

Seri regüle devresi çalışmasında, girişten gelen gerilim değeri istenilen gerilim

değerinin üstüne çıktığı zaman base ucundaki gerilim zener diyot gerilim değerinin üstüne

çıkar. Zener diyot yapısı gereği ters yönde iletime geçer R1 üzerinden geçen akımda artış olur.

R1 de giriş gerilimindeki artış kadar gerilim düşümünde artış olur. Bu sayede transistörün

base ucundaki gerilim sabit kalır. Bu sabitlik yük üzerindeki akımın ve gerilimin sabit kalması

demektir. Regülasyon işlemi sağlanmış olmaktadır.

Şekil 7. Devrenin proteus çizimi

3.2.2.3. Led Sistemi

Led (light emitting diode), isminden anlaşılacağı gibi ışık yayan diyottur. Sistemde

üretilen gerilim led sistemine aktarılmıştır.

12

Ledler düşük akım değerlerinde kullanılan malzemelerdir. Projede de düşük akımlarla

çalışıldığı için led üretilen elektriği göstermek için uygun bir elemandır. Sistemde yük olarak

bulunan ledler seri bağlanarak tek bir akım üzerinden beslenmektedir.

13

4. DENEYSEL ÇALIŞMALAR

4.1. Maliyet Listesi

Proje yapımı için kullanılan malzemelerin fiyat listesi çizelge 1’de gösterilmiştir.

Çizelge 1. Kullanılan malzemeler ve fiyatları

Maliyet Adet Birim fiyat Toplam fiyat

Mekanik aksam 1 100 TL 100 TL

Bobin sarımı 1 50 TL 50 TL

Neodyum mıknatıs 7 15 TL 105 TL

Direnç 4 adet çeşitli değerlerde 0.2 TL 0.8 TL

Diyot 4 0.8 TL 3.2 TL

Zener diyot 1 0.8 TL 0.8 TL

Kondansatör 4 adet çeşitli değerlerde 0.5, 1, 12 TL 14.5 TL

Transistör 1 1.5 TL 1.5 TL

Led 20 0.4 TL 8 TL

TOPLAM 283.8 TL

4.2. Mekanik Sistemin Yerleştirilmesi

Mekanik sistem, havuz, duba ve dubaya bağlı plastik çubuklardan oluşmaktadır.

Kullanılan malzemelerin boyutları daha önce belirtilmiştir.

Mıknatısın hareketini sağlayacak olan hareketli sistem hazırlanırken öncelikle su ile

temas halinde olacak olan duba hazırlanılmıştır. Duba olarak içi boş bir boru kullanılmıştır.

Boru iki tarafından tornada hazırlanan iki kapaklarla kapatılmıştır. Bir ucuna havuza

sabitlemek için Y şeklinde demir kaynak yapılarak hazırlanmıştır. Diğer ucunun üstüne

birbirine bağlı iki çubuktan birisi sabitlenmiştir.

14

Çubuklar plastik kompozit maddelerden oluşmaktadır. Çubuklar hazırlanırken ağırlıkları

azaltılmak için içleri oyulmuştur. Birbirlerine bağlanırken mil kullanılmıştır. Hareket

sırasında dalga hareketini engellemeyecek şekilde çubuklar mil yardımıyla birleştirilmiştir.

Boruya bağlı olmayan diğer ucun içine demir parçası oturtulmuştur. Bu demir ile mıknatısın o

noktaya tutunması sağlanmıştır.

Hazırlanan hareketli sistem havuzun bir kenarına yükseklik olarak havuzun tam

ortasına gelecek şekilde sabitlenmiştir. Şekil 9’de aksamın sabitlenme yeri görülebilmektedir.

Bu sabitleme sırasında mıknatısın takılı olacağı uç havuzun kenarına gelecek şekilde

ayarlanmıştır. Kullanılan kenar üzerine bobin görevi yapacak olan bakır tel sarılı makara

yerleştirilmiştir.

Havuz daha önce bölümümüzde kullanılan bir havuz olduğu için su kaçırabilecek

bölgeleri silikon ile kapatılmış ve su sızıntısını tamamen engellemek adına havuz içi boya ile

boyanmıştır. Şekil 8’de mekanik kısmı oluşturan hareketli aksam ve havuz gösterilmektedir.

Şekil 8. Sistem için kullanılacak havuz ve hareketli aksam

15

Şekil 9. Hareketli aksamın havuza sabitlenmesi

4.3. Elektrik Sistemin yerleştirilmesi

Jeneratör tasarlanırken dikkate alınması gereken kıstaslar göz önüne alınmıştır. 8 cm

uzunluğundaki makara üzerine 0.20 mm2 kalınlığında 11000 sarım bakır tel sarılmıştır. Bakır

tel manyetik alanın bütün tellere rahatça etkiyebilmesi için olabildiğince ince tutulmuştur.

Düşük akım değerleriyle çalışıldığı için telin inceliği herhangi bir problem

oluşturmamaktadır. Önceki başlık altında belirtildiği gibi bobin havuz kenarına sabitlenmiştir.

Mıknatısın rahatça içine girebilmesine dikkat edilmiştir. Mıknatıs daha önce belirtildiği gibi 2

cm çapındadır. Makara iç çapı 2.5 cm olması sayesinde mıknatıs hareketinde engelleyecek bir

durum söz konusu değildir. İç çapın daha küçük olması oluşturulmak istenen gerilim için daha

faydalıdır. Fakat dalganın düzensizliğinden dolayı daha dar olacak bir çap mıknatısın

hareketini zorlaştırabilir. Bu sebeple iç çap olması gerekenden daha geniş tutulmuştur.

16

Jeneratörden sonra gelen elektriksel kısım devreler belirlendikten ve board üzerinde

çalışmalar yapıldıktan optimum şekilde delikli plaka üzerine lehimlenmiştir. En son olarak

ledli sistem hazırlanmış, devreye lehimlenmiştir. Şekil 10’da elektriksel kısım hazırlanışı

sırasında yapılan deneylerden bir fotoğraf gösterilmektedir.

Şekil 10. Elektriksel kısım deneylerinden bir kesit

17

5. SONUÇLAR

Yapmış olduğum bu proje ile dalga enerjisinin ülkemiz ve dünya için ne kadar önemli

olduğunu gözlemlemiş oldum.

Projede dalga hareketinden faydalanılabileceğini bir prototip olarak basit bir şekilde

gösterdiğimi düşünüyorum. Proje yapım aşamasında elde edilen gerilimin kullanılabilir bir

seviye yükseltilmek amaçlanmıştır. Çalışmalar esnasında yükseltme işlemi için yeterli güç

elde edilememiştir. Fakat daha büyük yapılarda uygulanabilecek geliştirmelerle günlük

hayatta yararlanılabilecek gerilim seviyeleri üretilebilir. Proje bu tarz uygulamalar için bir

örnek teşkil etmektedir. Kıyı yerleşim yerlerinde kıyı tipi jeneratör olarak yapılabilecek

sistemlerin önemini ve gerekliliği vurgulanmış olmaktadır.

Proje yapısı ile çalışma prensibi ile basit ve anlaşılabilir bir sistem içermektedir.

Yapılan araştırmalar ve çalışmalar sayesinde ülkemiz için yenilenebilir enerjiler arasında

dalga enerjisinin önemi vurgulanmış ve öğrenilmiştir.

18

6. YORUMLAR VE DEĞERLENDİRMELER

Dalga enerjisi, dünya üzerinde genel olarak diğer yenilenebilir enerji kaynaklarına

göre geri planda kalmıştır. Fakat dünya üzerinde üzerine çalışmalar yapılan birçok ülkede de

kullanılan bir enerji kaynağıdır.

Ülkemiz konumu itibariyle kıyı tipi dalga enerjisi sistemleri için oldukça uygundur.

Proje süresince yapılan araştırmalarla değerlendirilmesi gereken bir enerji kaynağı olduğu

düşüncesi oluşmuştur. Ayrıca yenilenebilir enerji kaynaklarının bizim ülkemiz gibi

gelişmekte olan ülkeler için daha zaruri bir konumdadır. Artan enerji tüketimi için uzun

vadede kullanılabilecek sınırlı olmayan kaynakların kullanılması gerekmektedir. Fosil

kaynaklı enerjiler bitmese bile dünya üzerinde azalması ters oranda tüketimin artması bu

kaynakların pahalanmasına yol açmaktadır. Bir ülkenin ilerleyebilmesi enerji olarak dışa

bağlılığı kabul edilemez bir durumdur. Yenilenebilir enerji bu tip sorunları giderebilmektedir.

Dalga enerjisi ise bu enerji kaynakları arasında ülkemiz için ön plana çıkanlar arasındadır.

Dalga enerjisi rüzgar enerjisi veya güneş enerjisiyle birlikte uygulanabilir ve

geliştirilebilir. Kıyı tipi yapılacak olan tesisler otel veya farklı işletmelerle ortak kullanılabilir.

Bu özellikte yapılan sistem yüzünden hiçbir yaşam koşulunu olumsuz yönde

etkilememektedir.

19

KAYNAKLAR

[1]. Şükrü SU ‘‘ Yeni ve Yenilenebilir Enerji Kaynakları Sempozyumu ve Sergisi Bildiriler Kitabı ’’

TBMMO, Ekim 2003

[2]. Thorpe, T W. ‘‘A Brief Review of Wave Energy’’, ETSU Report Number R-120, 1999.

[3]. Mustafa SAĞLAM, Tanay S. UYAR, “Dalga Enerjisi ve Türkiyenin Dalga Enerjisi Teknik

Potansiyeli”, Marmara Üniversitesi, 2010.

19

EK-1: PROJENİN ÇALIŞMA TAKVİMİ

Çizelge 2. Bitirme takvimi

BİTİRME

TAKVİMİ 1-7

EK

İM

8-1

4

EK

İM

15

- 21

EK

İM

22

-28

EK

İM

29

-5

KA

SIM

5-1

1

KA

SIM

19

-25

KA

SIM

26

-2

AR

AL

IK

3-9

AR

AL

IK

10

-16

AR

AL

IK

17

-23

AR

AL

IK

24

-29

AR

AL

IK

30

-3

OC

AK

BİTİRME KONUSU

BELİRLEME X

KONU HAKKINDA

ARAŞTIRMA X X

KONU İLE İLGİLİ

DOKÜMAN BULMA X X

MALZEME

BELİRLEME VE

SATIN ALMA

X X X

X

X

MEKANİK KISMIN

TASARLANMASI X X

ELEKTRİKSEL

KISMIN

HAZIRLANMASI

X X X X

X

HAZIRLANAN

KISIMLARIN

MONTAJI

X X X X

X

X

TEZ YAZIMI X X

X

X

DENEME

X

DÜZELTMELER

X

Karadeniz Teknik Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü

STANDARTLAR VE KISITLAR FORMU

20

EK-2: STANDARTLAR VE KISITLAR FORMU

Tasarım Projesinin hazırlanmasında Standart ve Kısıtlarla ilgili olarak, aşağıdaki soruları

cevaplayınız.

1. Projenizin tasarım boyutu nedir? Açıklayınız.

Proje 1.5 m uzunluğunda, 0.5 m derinliğinde havuz ve 25 cm uzunluğunda duba, 30cm

uzunluğunda iki plastik çubuktan oluşmaktadır.

2. Projenizde bir mühendislik problemini kendiniz formüle edip, çözdünüz mü?

Proje içerisinde gerekli kaynaklar sayesinde herhangi problem formülize edilmemiştir.

Tasarım aşamasında gerek mekanik kısım , gerekse elektriksel kısımlar için optimum

çözümler üretilmeye çalışılmıştır.

3. Önceki derslerde edindiğiniz hangi bilgi ve becerileri kullandınız?

Derslerde öğretilen bilgiler kullanılmaya çalışılmıştır. Güç elektroniği, elektrik makinaları

derslerinden edinilen bilgilere oldukça ihtiyaç duyulmuştur.

4. Kullandığınız veya dikkate aldığınız mühendislik standartları nelerdir?

ISC standartları

5. Kullandığınız veya dikkate aldığınız gerçekçi kısıtlar nelerdir?

a) Ekonomi

Proje tasarlanırken minimum maliyet esas alınmıştır. Daha sonra yapılabilecek

geliştirmeler için genişletilebilir olarak tasarlanmıştır. Böylece ilerde olabilecek

tasarımlar için ekonomik açıdan kolaylık doğmuştur.

b) Çevre sorunları:

Sistem hiçbir çevresel soruna yol açmamaktadır. Aksine projenin yenilenebilir

enerji üzerine olmasından dolayı temiz enerjiyi tanıtmaktadır.

Karadeniz Teknik Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü

STANDARTLAR VE KISITLAR FORMU

21

c) Sürdürülebilirlik:

Proje içinde bulunduğu enerji üretimi tipi için temel sayılabilir. Bu nedenle

yapılabilecek araştırmalarla ve geliştirmelerle sürdürülebilirdir.

d) Üretilebilirlik:

Proje amacı enerji üretimidir. Temel bir üretim söz konusudur. Düşük maliyet ve

temiz üretim en büyük özelliğidir.

e) Etik:

Etik kuralları çerçevesinde bulunmaktadır.

f) Sağlık:

Sağlık açısından herhangi bir kötü etkisi bulunmaktadır. Yaşam alanlarına olumsuz

etkileyebilecek özelliği bulunmaktadır.

g) Güvenlik:

Proje şuan ki haliyle düşük voltaj seviyelerinde çalıştığı için güvenlik açısından

herhangi bir tehlike oluşturmamaktadır. Geliştirilmiş halinde ise gerekli yalıtımlar

ve önlemler alındığında güvenli bir sistem olacaktır.

h) Sosyal ve politik sorunlar:

Sosyal ve politik sorun oluşturmamaktadır. Geliştirildiği taktirde birçok sosyal ve

politik sorunun giderilmesinde etkili olabilecektir.

Projenin Adı Dalga Hareketi ile Enerji Üretimi

Projedeki Öğrencilerin

Adları

Bilal TANATAR

Tarih ve İmza 02.01.2014

22

ÖZGEÇMİŞ

Bilal TANATAR, 1 Ocak 1990 tarihinde Ankara’da doğdu. İlköğretimini Mehmet Emin

Yurdakul İlköğretim Okulu’nda gördü. Lise’yi İstanbul’da Kuleli Askeri Lisesi’nde okudu.

2009 yılında Karadeniz Teknik Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Elektrik-Elektronik

Bölümü’nde lisans öğrenimine başladı. Halen üniversitede lisans öğrenimine devam

etmektedir.