Dizel Motor Egzoz Sistemi için Termoelektrik Jeneratör Uygulaması ve Akış Analizi

Yıl 2016, Cilt: 16 Sayı: 2, 431 - 445, 30.04.2016

İlker Temizer Cumali İlkılıç Cengiz Öner

Öz

Bu çalışmada, termoelektrik jeneratörlerin çalışma prensiplerine uygun bir prototip geliştirilmiştir.

Isıtılacak yüzey için bir dizel motorunun egzoz sistemi kullanılmış ve motorun çalışması sonucu açığa

çıkan egzoz gazlarının ısı enerjisinden faydalanılmıştır. Termoelektrik modüllerde (TEM) fark sıcaklığının

oluşmasında ihtiyaç duyulan soğutma ise motordan harici bir soğutma sistemi tarafından

gerçekleştirilmiştir. Bu sistem 20 Watt gücünde anlık elektrik enerjisi ihtiyacı ile çalışmaktadır.

Alüminyum 6061 malzemesinden oluşan sekizgen yapıya montajı gerçekleştirilen termoelektrik

modüller kendi aralarında elektriksel olarak seri bağlanmıştır. Termoelektrik jenaratör (TEJ) sisteminin

ürettiği maksimum elektriksel çıkış gücü motorun 3500 dak‐1 devir ve 100 Nm yükte çalışma şartlarında

156.7 Watt olarak kaydedilmiştir. Elde edilen elektriksel güç DA/DA konvertöre iletilerek boş bir akünün

şarj işlemi gerçekleştirmiştir. Daha sonra sistemin, Ansys Workbench 12.0 içinde yer alan ve aynı

zamanda Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) yazılımı olan Fluent programı yardımıyla akış analizleri

gerçekleştirilmiştir.

Anahtar Kelimeler

Termoelektrik Jeneratör, Enerji Geri Kazanımı, atık ısı

Kaynakça

• Balcı,C., 2011. Egzoz gaz enerjisiyle çalışan NH3‐H2O absorbsiyonlu soğutma sistemiyle taşıt kabininin iklimlendirilmesi, Yüksek Lisans Tezi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Isparta.
• Braig,T., Ungethüm,J., 2009. System‐level modeling of an ICE‐powered vehicle with thermoelectric wasteheat‐ utilization,Proceedings 7th Modelica Conference, Como, Italy, sep. 20‐22.
• Can,İ., 2009. Lpg ile çalışan benzinli bir motora kademeli doldu yapılmasının performans üzerindeki etkisinin deneysel olarak incelenmesi, Doktora Tezi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Elazığ.
• Courant, L., 2012. Waste heat recovery in brake pad using a thermoelectric generator Department of Energy Technology, Alborg University.
• Crane D.T., vd., Performance results of a high power density thermoelectric generator:beyond the couple, Irwindale, 91706 USA.
• Eric F. Thacher, Joseph R. Wagner, S., Thermoelectric generator’’, Clarkson University.
• Hatzikraniotis, E.. Study of thermoelectric power generators and application in a small sized car, Physics Department, Solid State Physics Section, Aristotle University of Thessaloniki, Thessaloniki, Greece.
• Lagrandeu,J., 2006. Automotive waste heat conversion to electric power using Skutterudite, TAGS, PbTe and BiTe’’, Thermoelectrics, 2006. Ict '06. 25th İnternational Conference on, 343 – 348.
• Li,S.,2010. Thermo‐mechanical analysis of thermoelectric modules, Industrial Technology Research Institute,Taiwan.
• Kober,M., 2012. Methodical concept development of automotive thermoelectric generators (TEG), 3. International Conference Thermoelectrics goes Automotive, Methodical Concept Development of Automotive TEG.
• Kühn,R., Koeppen,O., Kitte,J., 2013. Influence of an optimized thermoelectric generator on the back pressure of the subsequent exhaust gas system of a vehicle, Journal of Electronic Materials, 1521‐1526.
• Temizer,İ., 2012. Energy conversion of systems used thermoelectric technology, 12thInternational Combustion Symposium, Turkey, May 24‐26.
• Thacher,E,F., 2005. Testing of an automobile exhaust thermoelectric generator in a light truck, Institution of Mechanical Engineers, Journal of Automobile Engineering, 221‐95.
• Sisman, A. ve Özgün, H., 2008. Thermoelectric generators and their applications for energy from space. Efs 2008, international workshop on Energy from space for a sustainable environment. Istanbul, Turkey.
• Vázquez,J, vd., 2007. State of the art of thermoelectric generators based on heat recovered from the exhaust gases of automobiles’’, AGH University of Science and Technology , İspanya.
• 1‐ www.doiserbia.nb.rs.,( 20 Mart 2012)