TRAKTÖR EGZOZUNDAN ATILAN ISI ENERJİSİNİN ELEKTRİK ENERJİSİ OLARAK KAZANIMINI SAĞLAYAN TERMOELEKTRİK JENERATÖR

Yıl 2018, Sayı: 6, 10 - 19, 15.12.2018

Uğur Recep Şahin , Gökhan Coşkun , Hakan Serhad Soyhan

Öz

Günümüzde insan nüfusunun hızla artmasıyla enerjiye olan talep de her geçen gün artmaktadır. Bu taleplere bağlı olarak enerji
maliyetlerinin hızlı bir şekilde yükselmesi ve değişen iklim koşulları gibi nedenler ülkeler açısından önemli problemlere yol
açmaktadır. Özellikle ülkemizde, enerji üretimini çeşitlendirebilmek ve kendi enerji ihtiyacımızı kendimiz karşılayabilmek için
yenilenebilir enerji, atık ısı enerjisinin geri kazanımı vb. birçok alanda teşvikler olmaktadır. Bu kapsamda hazırlanan çalışmada,
bir traktör egzozundan hiç kullanılmadan doğaya bırakılan atık ısı enerjisinin geri kazanımını sağlayarak temiz, ucuz ve verimli
bir enerji üretimini sağlayacak termoelektrik jeneratör tasarımı yapılmıştır. Öncelikle sistem parametreleri belirlenerek
matematiksel bir model oluşturulmuştur. Bu modele bağlı olarak uygun tasarım için SolidWorks ve ANSYS Workbench
simülasyon programları kullanılmıştır. Bu tasarımda termoelektrik modül, altıgen şeklinde olan bir blok ve kanatlı soğutma
ünitesi bulunmaktadır. Tasarımı yapılmış bu modelin ısıl-elektrik ve ısıl analizleri yapılarak hem elde edilecek akım, gerilim ve
güç değerleri incelenmiş hem de yapılan ısıl analizle egzoz gazından gelen ısı enerjisinin doğru bir dağılımı olduğu
gözlemlenmiştir. Elde edilen akım ve gerilim değerlerini yükseltmek için ayarlanabilir dc-dc voltaj regülatör kartı kullanılmıştır.
Yapılan işlemler sonunda modelin şartlara bağlı olarak 200 W elektrik enerjisi üretmesi amaçlanmıştır.

Anahtar Kelimeler

Termoelektrik Jeneratör, Atık Isı Enerjinin Geri Kazanımı

THERMOELECTRIC GENERATOR PROVIDING GAIN AS ELECTRIC ENERGY FROM THE WASTE HEAT ENERGY OF TRACTOR EXHAUST

Öz

Today, the demand for energy is increasing each passing day with the rapid increase in human population. Depending these
demands, the rapid rise in energy costs and changing climate conditions cause significant problems for countries. Especially in
our country, there are incentives in many areas such as renewable energy, waste heat energy recovery in order to diversify energy
production and to meet our own energy needs. In this study, thermoelectric generator design has been made to provide a clean,
inexpensive and efficient energy production by providing the recovery of waste heat energy left to the nature without using a
tractor exhaust. Firstly, a mathematical model was established by determining the system parameters. In addition, SolidWorks
and ANSYS Workbench simulation programs are used for appropriate design depending on this model. This model has a
thermoelectric power generator peltier module, a hexagonal frame and a wing cooling unit. The thermal, electricity-thermal
analyzes of the designed model have been carried out and the current, voltage and power values to be obtained are examined and
it has been observed that the thermal energy from the exhaust gas has an accurate distribution. Adjustable DC-DC voltage
regulator board is used to increase current and voltage values. At the end of this process, the model is intended to produce 200
W electrical energy depending on the conditions.

Anahtar Kelimeler

Thermoelektric Generator, Recovery of Waste Heat Energy, Heat-Electric

Kaynakça

• İ. Temizer, “Bir dizel motorunun performans ve emisyonları üzerine katkı maddelerinin etkisinin incelenmesi,” Yüksek Lisans Tezi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Elazığ, 2010.
• E. Dikmen, “Fixing of factors what affects thermoelectric coolers’ working criteria and fields ofe use in industry,” Yüksek Lisans Tezi, Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Isparta, 2002.
• İ. Temizer, C. İlkılıç, C. Öner, “Dizel motor egzoz sistemi için termoelektrik jeneratör uygulaması ve akış analizi,” Afyon Kocatepe University Journal of Science and Engineering, 431-445, 2016.
• T. Kılıç, “A study about recycling waste energy in buildings by using thermoelectric generators,” Yüksek Lisans Tezi, Mimar Sinan Güzel Sanatlar Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, 2010.
• B. Acar, M. Özkaymak, Ş. Baş, C. Yavuz, K. Boran, A.S. Tabak, H.İ. Varıyenli, Ö. Asal, “Atık baca gazı kullanımı ile termoelektrik jeneratörlerde elektrik üretiminin faydalı kullanımının deneysel incelenmesi,” Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 289-298, 2014.
• M.M. Yaman, “Güneş ısınımı ve termoelektrik malzemeler ile elektrik enerjisi üretimi,” Yüksek Lisans Tezi, Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Isparta, 2009.
• R. Ahısta, H. Mamur, M. Uliş, “Termoelektrik modülün jeneratör olarak modellenmesi ve deneysel çalışması,” Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, Cilt 26, No 4, 889-896, 2011.
• Y. İslamoğlu, “Termoelektrik enerji sistemleri: güç üretimi ve soğutma,”Termodinamik Dergisi, Sayı 306, 66-70, 2018.
• A. Karabulut Kavaklı, “Egzoz gazı ile çalışan absorbsiyonlu soğutma sisteminin otobüslerde kullanımı,” Yüksek Lisans Tezi, Balıkesir Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Balıkesir, 2005.
• E.E. Antonova, C.D. Looman, “Finite Elements for Thermoelectric Device Analysis in ANSYS,” ANSYS Inc. Southpointe, Technology Drive, Canonsburg, PA 15317, USA, 2005.
• S. Rajadurai, M. Afnas, M. Ananth, S. Surendhar, “Materials for automotive exhaust system,” International Journal of Recent Development in Engineering and Technology, Volume 2, Issue 3, 82-89, 2014
• Url-1 https://robu.in/product/sp1848-27145-thermoelectric-power-generator-peltiermodule-teg-120-degree (Erişim Tarihi:31.12.2018)
• Url-2 https://www.robolinkmarket.com/k101-200w-ayarlanabilir-dc-dc-voltajregulatoru.html (Erişim Tarihi: 31.12.2018)