Year 2018, Volume , Issue 6, Pages 10 - 19 2018-12-15

THERMOELECTRIC GENERATOR PROVIDING GAIN AS ELECTRIC ENERGY FROM THE WASTE HEAT ENERGY OF TRACTOR EXHAUST
TRAKTÖR EGZOZUNDAN ATILAN ISI ENERJİSİNİN ELEKTRİK ENERJİSİ OLARAK KAZANIMINI SAĞLAYAN TERMOELEKTRİK JENERATÖR

Uğur Recep ŞAHİN [1] , Gökhan COŞKUN [2] , Hakan Serhad SOYHAN [3]


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.

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.

  • 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)
Primary Language tr
Subjects Engineering, Multidisciplinary
Journal Section Articles
Authors

Author: Uğur Recep ŞAHİN (Primary Author)

Author: Gökhan COŞKUN
Institution: SAKARYA ÜNİVERSİTESİ

Author: Hakan Serhad SOYHAN
Institution: SAKARYA ÜNİVERSİTESİ
Country: Turkey


Dates

Publication Date : December 15, 2018

Bibtex @research article { fce508580, journal = {Uluslararası Yakıtlar Yanma Ve Yangın Dergisi}, issn = {2564-6435}, address = {Sakarya Üniversitesi, m7 binası, Esentepe Kampüsü, Sakarya}, publisher = {Sakarya University}, year = {2018}, volume = {}, pages = {10 - 19}, doi = {}, title = {TRAKTÖR EGZOZUNDAN ATILAN ISI ENERJİSİNİN ELEKTRİK ENERJİSİ OLARAK KAZANIMINI SAĞLAYAN TERMOELEKTRİK JENERATÖR}, key = {cite}, author = {ŞAHİN, Uğur Recep and COŞKUN, Gökhan and SOYHAN, Hakan Serhad} }
APA ŞAHİN, U , COŞKUN, G , SOYHAN, H . (2018). TRAKTÖR EGZOZUNDAN ATILAN ISI ENERJİSİNİN ELEKTRİK ENERJİSİ OLARAK KAZANIMINI SAĞLAYAN TERMOELEKTRİK JENERATÖR. Uluslararası Yakıtlar Yanma Ve Yangın Dergisi , (6) , 10-19 . Retrieved from https://dergipark.org.tr/en/pub/fce/issue/42315/508580
MLA ŞAHİN, U , COŞKUN, G , SOYHAN, H . "TRAKTÖR EGZOZUNDAN ATILAN ISI ENERJİSİNİN ELEKTRİK ENERJİSİ OLARAK KAZANIMINI SAĞLAYAN TERMOELEKTRİK JENERATÖR". Uluslararası Yakıtlar Yanma Ve Yangın Dergisi (2018 ): 10-19 <https://dergipark.org.tr/en/pub/fce/issue/42315/508580>
Chicago ŞAHİN, U , COŞKUN, G , SOYHAN, H . "TRAKTÖR EGZOZUNDAN ATILAN ISI ENERJİSİNİN ELEKTRİK ENERJİSİ OLARAK KAZANIMINI SAĞLAYAN TERMOELEKTRİK JENERATÖR". Uluslararası Yakıtlar Yanma Ve Yangın Dergisi (2018 ): 10-19
RIS TY - JOUR T1 - TRAKTÖR EGZOZUNDAN ATILAN ISI ENERJİSİNİN ELEKTRİK ENERJİSİ OLARAK KAZANIMINI SAĞLAYAN TERMOELEKTRİK JENERATÖR AU - Uğur Recep ŞAHİN , Gökhan COŞKUN , Hakan Serhad SOYHAN Y1 - 2018 PY - 2018 N1 - DO - T2 - Uluslararası Yakıtlar Yanma Ve Yangın Dergisi JF - Journal JO - JOR SP - 10 EP - 19 VL - IS - 6 SN - 2564-6435- M3 - UR - Y2 - 2019 ER -
EndNote %0 Uluslararası Yakıtlar Yanma Ve Yangın Dergisi TRAKTÖR EGZOZUNDAN ATILAN ISI ENERJİSİNİN ELEKTRİK ENERJİSİ OLARAK KAZANIMINI SAĞLAYAN TERMOELEKTRİK JENERATÖR %A Uğur Recep ŞAHİN , Gökhan COŞKUN , Hakan Serhad SOYHAN %T TRAKTÖR EGZOZUNDAN ATILAN ISI ENERJİSİNİN ELEKTRİK ENERJİSİ OLARAK KAZANIMINI SAĞLAYAN TERMOELEKTRİK JENERATÖR %D 2018 %J Uluslararası Yakıtlar Yanma Ve Yangın Dergisi %P 2564-6435- %V %N 6 %R %U
ISNAD ŞAHİN, Uğur Recep , COŞKUN, Gökhan , SOYHAN, Hakan Serhad . "TRAKTÖR EGZOZUNDAN ATILAN ISI ENERJİSİNİN ELEKTRİK ENERJİSİ OLARAK KAZANIMINI SAĞLAYAN TERMOELEKTRİK JENERATÖR". Uluslararası Yakıtlar Yanma Ve Yangın Dergisi / 6 (December 2018): 10-19 .
AMA ŞAHİN U , COŞKUN G , SOYHAN H . TRAKTÖR EGZOZUNDAN ATILAN ISI ENERJİSİNİN ELEKTRİK ENERJİSİ OLARAK KAZANIMINI SAĞLAYAN TERMOELEKTRİK JENERATÖR. The fce Journal. 2018; (6): 10-19.
Vancouver ŞAHİN U , COŞKUN G , SOYHAN H . TRAKTÖR EGZOZUNDAN ATILAN ISI ENERJİSİNİN ELEKTRİK ENERJİSİ OLARAK KAZANIMINI SAĞLAYAN TERMOELEKTRİK JENERATÖR. Uluslararası Yakıtlar Yanma Ve Yangın Dergisi. 2018; (6): 19-10.