Pasif İnsan Hareketinden Enerji Kazanımı

Abstract

Tümleşik devre tasarım teknolojisinin gelişmesi paralelinde taşınabilir elektronik aletlerin kullanımı oldukça yaygınlaşmıştır. Günümüzde taşınabilir elektronik aletlerden beklenilen en önemli unsur işlevsel olması, uzun operasyon zamanı ve boyutlarının küçük olmasıdır. Fakat enerji depolama teknolojisindeki ilerlemelerin elektronik aletlerde yararlanılan diğer teknolojilere göre yavaş olması beklentileri sınırlamaktadır. Bu açığı operasyon zamanını artırarak biraz kapatabilmek amacıyla son 15 senedir ortaya atılan insan hareketinden enerji kazanım fikri oldukça popülerdir. Bu tezde, insanın yaptığı hareket tiplerinden bazıları incelenerek enerji kazanımı için uygunluğu değerlendirilmiştir. Sonuçta, yürüme hareketinden enerji kazanım fikri benimsenmiştir. Daha sonra yürüme hareketinden enerji kazanımı ile ilgili literatürde yapılan çalışmalar dikey bacak hareketi ve yatay bacak hareketi ile enerji kazanımı altında ikiye ayrılmıştır. Dikey bacak hareketinden piezoelektrik maddesi kullanılarak yapılan enerji kazanımı ile ilgili literatürdeki bazı çalışmalar değinilmiş ve sonuçları değerlendirilmiştir. Yatay bacak hareketinden enerji kazanımı için iki farklı tipte lineer jeneratör tasarımları önerilmiştir. Bu tasarımların kullanılabilirliğini tespit etmek amacıyla bazı deneysel ve teorik çalışmalar yapılmıştır. Özellikle sonlu elemanlar yöntemi ile yapılan analizler tasarlanan jeneratörün hareket parametreleri ve endüktif gerilimi hakkında bilgi sahibi olmamızı sağlamıştır.

The usage of portable electronics has been widen in the basis of the development of integrated circuit technology. Today, the most important property expected from portable electronics is their being functional and smaller size and having long operation time. However, being slower of the development of energy storage technology than the other technologies used in portable electronics limits the expectations. The idea of human energy harvesting has been proposed for fifteen years, which aims to fill this gap by increasing the operation time, is very popular. In this thesis, some of the motion types of human do are investigated and then evaluated for feasibility of implementing. As a result, the idea energy harvesting from the motion of walking is adopted. The, the studies of energy harvesting from walking in literature are separated as energy harvesting from vertical and horizontal leg motion. Some of the studies made in literature about energy harvesting making use of piezoelectric materials from vertical leg motion are mentioned and the results are evaluated. It is proposed two types of linear generator designs for energy harvesting from horizontal leg motion. To determine the feasibility of these designs it was made some of the practical and theoretical studies. Especially the analyses made by finite elements method maintained to have an idea about the movement parameters and induced emf of the designed generator.