Söz konusu yarışma için zamanın kaldı mı bilmiyorum sana yardımcı olmak için geç kalmış olabilirim.
Hareket enerjisini elektrik enerjisine dönüştüren bir alet denildiğinde insanın aklına ilk olarak alternatörler ve elektromanyetizma geliyor ancak bu konuda çok daha değişik yöntemler var.
İlk sorundan başlayalım.
1- Hareket enerjisi nasıl depolanır.
Hareket enerjisi hangi türde enerjiye dönüştürülerek depolanmak isteniyorsa yada hangisi daha verimli olacaksa yada nasıl bir hareketten faydalanılmak isteniyorsa yöntemler de buna göre değişebilir. Hareket enerjisini dönüştürmeden de yine hareket enerjisi olarak depolayabiliriz. Örneğin volan enerji depolama böyledir.
Volan enerji depolama ile ilgili daha fazla bilgiyi bu linkte bulabilirsin.
Hareket enerjisini elektrik enerjisine dönüştürebileceğin diğer bir yöntem piezo elektriktir. Çeşitli osilasyonları hatta dönen bir mili dahi doğru piezo materyaller kullanarak verimli şekilde elektriğe dönüştürebilirsin.
Burada anladığım kadarıyla insan vücudundan enerji hasadı yapmayı planlıyorsun. Bu konuda daha önceden yapılmış bir çalışmadan örnek verelim.
(İnsan vücudunun değişik bölgelerinden hasat edilebilecek enerji miktarları (söz konusu bölgenin toplam gücü parantez içinde verilmiştir))
Burada en fazla enerjiyi senin de dikkatini çekeceği üzere adımlardan elde edebiliriz.
Bu videoda bir örnek yapılmış ancak sana göre çok amatör kalacaktır. Doğru malzeme seçimi ile daha iyisini yapabilirsin.
Ulusal tez merkezinde “piezo elektrikle enerji hasatı” başlığına sahip 166 sayfalık bu doküman çok işine yarayacaktır. Arkadaşın doktora
teziymiş.
Hareket dışında insan vücudunun ısısı da enerji olarak depolanabilir. Bu konuda peltier denilen ürünleri öncelikle araştırmanı ve “Seebeck Effect” konusunda daha fazla araştırma yapmanı tavsiye ederim. Doğru malzemelerle insan vücudunun ısısından enerji elde eden giysiler tasarlanabilir. Özellikle yazın bu giysiler bizi serinletirken bir taraftan elektrik üretebilirler.
Örneğin bu videoda kadının üç parmağındaki vücut ısısı bir power led’i yakmaya yetiyor.
Elde ettiğin elektrik enerjisi süreklilik arz ediyorsa bu durumda akü, reharcgable pil kullanmak yerine ultracapacitor kullanarak verimliği daha da arttırıp kullandığın enerjinin ani artışlar yaptığı durumları daha iyi tolere edebilirsin. Kuru akülerin enerji verimi %60 iken jel akülerin verimi %80 civarındadır. Ultracapacitorlerin verimi ise %98 dir.
2- verimlilik nasıl hesaplanır ?
Paylaştığım dokümanlarda bu konuda bolca örnek bulunmaktadır. Aradığın konu ile ilgili ulusal tez merkezinde yeteri kadar doküman bulabilirsin.
örnek olarak ortalama bir hızda koşan insanın haraketini bir şekilde deoplamayı başardık. Ama ne kadar depolayacağımızı nasıl hesaplayacağız ? Koşan bir insanın 1 dakikada depoladığımız enerji kaç joule dur?
Örnekte anlatıldığına göre adımlardan 8.3W elde edilmiş bu yürürken mi yoksa koşarken mi emin değilim. Dolayısıyla örneğe göre 8300 mW / 60 = 138,33 mWh elektrik elde ederiz burada ultracapacitor kullanırsak %98 verimle kullanabiliriz. Toplamda bir dakikada 135,56 mWh kullanılabilir enerjimiz olur. Bu da yaklaşık 488 Joule eder.
3- her türlü haraket enerjisi elektrik enerjisine deoplanır veya direkt olarak kullanılabilir mi ?
Sen bu soruyu sorunca aklıma bir şey daha geldi. “Magnet Heating” daha önce duydun mu bilmiyorum. Neodyum mıknatıslar kullanılarak bakır yüzeye yakın bir mesafede aliminyum bir plaka üzerine N ve S olarak dizilen mıknatıslı düzeneği çevirerek müthiş bir ısı elde ediliyor. Ben bu verimliliğin ölçülmesinin gerektiğini düşünüyorum. Sandığımızdan çok daha verimli olabilir. Bu yöntem hem mekanik enerjinin büyük bir bölümünü ısı enerjisine çeviriyor aynı zamanda ortamda ısı pompası gibi davranıyor. Yani ortamdaki ısıyı bir bölgede topluyor. Böylece harcadığın enerjiden daha fazlasını elde edebiliyorsun.
Kısaca aynı yöntemle her türlü osilasyonu ısı enerjisine dönüştürmek mümkün olabilir. Burada ise yalıtımlı kazanlarda su kullanarak ısı depolama daha verimli olabilir. Yukarıda bahsettiğim peltierleri kullanarak çok verimli elektrik elde edilebilir.
Sizinle şöyle ilginç bir video paylaşmak istiyorum.
Videoda anlatıldığına göre 17 litre su 17 C dereceden 95 C dereceye gelene kadar yaklaşık 18 dakika ısıtılmış ve bunun için sadece toplamda 0,8 kWh (800 Wh) elektrik harcanmış. Peki elde ettiğimiz potansiyel ısı enerjisini ölçelim.
1 Joule tarif edilirken şöyle de denir.
0,24 gram suyun sıcaklığını 1 C derece arttırmak için gerekli enerji 1 Joule dür.
Örneğimizde 17.000 gram su 17 C den 95 C ye ısıtılmış.
(17000 / 0,24) * (95 - 17) = 5525000 Joule = 1534,72 Wh eder.
Ayrıca burada sadece su ısınmamıştır bakır haznede ısınmıştır bunu da toplama ilave edersek sonuç daha fazla çıkacaktır. Sonuç olarak toplamda 800 Wh enerji kullandık ve 1534 Wh ten daha fazla ısı elde ettik. Sence burada bu ısıyla peltier kullanarak 800Wh ten daha fazla elektrik enerjisi elde edebilir miyiz? Ayrıca bu ısıyı stirling engine kullanarakta elektrik enerjisine dönüştürebiliriz. Bu sorunun cevabını çok merak ediyorum. Bu soruyu üniversitedeki hocalarına da sorman mümkün mü? Ne söyleyeceklerini duymak istiyorum. Ayrıca bu soruyu okuyan herkese sorayım. Hesapta bir yanlışlık mı yapıyorum?
