Su Boru Hattı Basınç Dalgalanmalarında Enerji Hasadı için PZT Piezoelektrik Malzeme Çeşitlerinin Karşılaştırmalı Analizi

Abstract

Enerji ihtiyacında olan artışlar ve fosil rezervlerin her geçen gün azalıyor olması alternatif enerji kaynaklarına yönlendirmektedir. Bu kapsamda, mekanik zorlanma altında elektrik yükü üreten piezoelektrik malzemeler aracılığıyla ortamda bulunan basınç veya titreşim kökenli düzensizliklerin elektrik enerjisine dönüştürülmesi düşünülmüştür. Bu çalışmada, belediye su dağıtım hatlarındaki geçici basınç dalgalanmalarından elektrik enerjisi üretme imkânı kurulan deney düzeneği ile incelenmiştir. Bu amaçla, kentsel su şebekelerinde görülen benzer hidrolik koşulları oluşturmak için 1 inç çaplı boru elemanlarından oluşan laboratuvar ölçekli bir deney düzeneği oluşturulmuştur. PZT-5 ve PZT-8 tipi piezoelektrik seramikler boru hattında kullanılmış, akışkandan elektriksel olarak yalıtılmış ve küresel vana ile oluşturulan, 1–6 bar aralığında kontrol edilen basınç değişimlerine maruz bırakılmıştır. Sonuçlar incelendiğinde PZT 5 malzeme kullanımında 3 bar değerinde en yüksek voltaj değerine çıkıldığı görülmektedir. PZT 8 malzeme kullanıldığında ise; 6 bar değerine kadar kademeli bir voltaj değerleri görülmüştür. PZT malzeme kullanımının basınç dalgalanmalarından enerji geri kazanımı sağlayabileceğini ve su dağıtım hatlarında kullanılabileceği görülmüştür.