Değişken Isıyla Mıknatıslanma Sayesinde Atık Isı Elektriğe Dönüştürülüyor.

Gündelik hayatın akışında ve endüstriyel alanlarda sürekli olarak düşük sıcaklıkta atık ısı üretilmektedir. Leibniz Katı Hal Enstitüsü ve Malzeme Araştırma Enstitüsü araştırmacıları, atık ısıyı elektriğe dönüştüren manyetik bir jeneratör geliştirdi. Verim yönüyle daha gelişmiş bir sistemden bahsedeceğim sizlere.. 

Gündelik ve endüstriyel süreçlerin birçoğu, içerisindeki artık enerjinin makul ölçüde geri kazanılabilmesi için yeterince sıcak olmayan atık ısı üretmektedir. Büyük bilgi işlem sunucularından veya elektrik santrali soğutma kulelerinden kaynaklanan atık ısı, sonuç olarak havaya karışarak israf olur. Zira şu anda düşük sıcaklıktaki atık ısıyı elektriğe dönüştüren (uygun maliyetli) uygulanabilir çok az sayıda teknoloji bulunmaktadır. Doğrudan malzemenin ısı farkından elektrik gerilimi üreten termoelektrik malzemeler bu alanda umut vaat etmektedir.

              Değişken Isıyla Mıknatıslanmadan Elektrikl Üreten
              Termomanyetik Jeneratör Atık Isıyı Geri Kazandırır.  

Termoelektrik Malzemeler: Verimli, Ancak Pahalı ve Kısmen Toksik 

Termoelektrik jeneratör (TEG) şeklinde kullanılırlar ve kullanılmayan ısıyı elektriğe dönüştürürler. Bu, bir sürecin verimini ve enerji bilançosunu geliştirir. TEG, titreşimsiz, emisyonsuz ve bakım gerektirmeyen bir şekilde çalışır. Örneğin türbinlerin aksine, ısı enerjisini doğrudan hareket  enerjisine - hiçbir hareketli parça olmadan - dönüştürürler. Çok önemli bir zayıf noktadan bahsetmek gerekiyor: Bugüne dek kullanılan, termoelektrik malzemeler pahalı ve kısmen de toksiktir. Bu nedenle, termoelektrik malzemelerin araştırılması, seramik, toksik olmayan, düşük maliyetli malzemelerin geliştirilmesini zorunlu kılmaktadır. 

Bir Alternatif Olarak Termomanyetik Jeneratörler 

İkinci bir enerji geri kazanım imkanı termomanyetik jeneratörlerin kullanılmasıdır. Bazı alaşımların manyetik özelliklerinin sıcaklığa bağlı olmaları gerçeğinden yararlanırlar. Böyle bir malzeme için örnek demir, kobalt, lantan ve silikon elementlerinin alaşımıdır. Bugüne kadar manyetik soğutma uygulamaları için kullanılmıştır. Altında manyetik olduğu 27 derecenin üzerindeki sıcaklıklarda manyetik değilken altındaki sıcaklıklarda manyetik bir malzemedir. 

Sıcak ve soğuk suyla temas ettirildiğinde, malzemenin mıknatıslanması değişir. Bu, jeneratörün içinde bulunan bobinde üretim ve süreçler için kullanılabilecek bir gerilime neden olur. termomanyetik jeneratörün çalışma prensibinden yüz yıldan daha uzun bir süredir faydalanılmaktadır. Şimdiye kadarki enerji geri kazanımının verimi termoelektrik jeneratörlerin veriminden çok daha düşüktü. Ancak teorik hesaplamalar verimin çok daha yüksek olması gerektiğini göstermiştir. 

Yeniden Düzenlenmiş Bileşenler 

Dresden Leibniz Katı Hal ve Materyal Araştırmaları Enstitüsü'ndeki bilim adamları (IFW), termomagnetik jeneratörlerin performansını kapasite yönünden daha da geliştirmeyi başardılar. Bu doğrultuda Berlin'deki TU Dresden ve Federal Malzeme Araştırma Enstitüsü (BAM) ile işbirliği içerisinde, sistem bileşenlerini tek tek yeniden düzenleyerek verimi önemli ölçüde artırdılar. 

Yeni termomagnetik jeneratör de "bileşenler" 2 manyetik kaynak ve 2 termomanyetik alaşım elementidir. Tüm bileşenler, manyetik olarak iletken bir malzemeye bağlanır ve bu, 2 yerde bir bobin ile sarılır. Soğuk-Ilık dönüşümlü bir akış sistemi , termomagnetik elemanların manyetik akıyı dönüşümlü olarak iletmesine veya kesmesine neden olur. Bu sayede manyetik akı, bobinlerde bir elektrik gerilimi meydana getirecek şekilde devrede sürekli olarak yön değiştirir. 

Thermomanyetik Jeneratörler Uygulanabilirdir. 

Termomanyetik jeneratör 0,2 volt volta ve 1,24 miliwatt gücüne ulaşmaktadır. Bu, kendisinden öncekilerden daha büyük değerlere ulaşıldığını ve IFW bilim adamlarının bakış açısıyla termoelektrik jeneratörlere olası bir alternatif oluşturulduğunu göstermektedir. Araştırmacılara göre, bu nedenle termomanyetik jeneratör, elektriğin atık ısıdan geri kazanılması için uygulaması mümkün olan bir teknoloji olarak öne çıkmaktadır. Termomanyetik jeneratörün özelliklerinin daha da geliştirilebileceğini varsaymaktalar.

Dizel Motorlar Hakkında 10 Soru 10 Cevap

Kaynak: İnternet

1)Dizel motorlar benzinlilere göre niye daha az yakıt tüketir?

-Benzinlimotorlarla karşılaştırıldığında, daha yüksek termodinamik derecesine sahip normal dizel motorlar yaklaşık %15, direkt püskürtmeli dizellerse%30 oranında yakıt tasarrufu sağlıyor.Yüksek yanma sıcaklığında çalışan benzinli motorlarda, enerjinin büyük bir bölümü ısı olarak kayboluyor.Diğer taraftan 1lt motorin, 1lt benzine oranla daha çok enerji içeriyor.

2)Dizel motorlar neden düşük devirlerde yüksek tork üretiyor?

-Özellikle turbo dizel motorlarda, değişken turbo geometrisi sayesinde rölanti devrinin hemen üzerinden itibaren yanma odasına istenildiği kadar hava sağlanabiliniyor.Eşdeğer miktardaki yakıtta direkt enjektörler aracılığıyla 2bin barlık bir basınçla ateşleme odasına püskürtülüyor.Bu şekilde daha düşük devir sayısıyla daha yüksek motorin-hava karışımı sağlanabiliniyor.Sonuçta oluşan yüksek yanma basıncı, büyük silindir çapına bağlantılı olarak düşük turlarda yüksek bir tork ve iyi çekiş gücü sağlıyor.Gücü aynı bir benzinli motor, aynı torku üretmek için daha yüksek devirlere ihtiyaç duyuyor.

3)Dizel motor en ekonomik nasıl kullanılır?

-Dizel motorların ekonomikliği eskiden büyük oranda gaz pedalının kullanımına bağlıydı.Ne kadar çok gaza basılırsa yakıt pompası o kadar çok yakıt püskürtüyordu.Dizel motorlarda prensip olarak hava miktarı sınırlandırılmazken, benzinli motorlarda yakıt miktarıyla orantılı gönderilen havanın miktarı gaz kelebeği vasıtasıyla devirle doğru orantılı olarak ayarlanıyor ve böylece motor düşük devirlerde zayıf kalıyor.Klasik tasarruf yöntemlerine göre iyi bir tasarruf için; benzinli motorlarda, hızlanma esnasında gaz pedalına 3/4 oranında basmak ve mümkün olduğu kadar erken vites yükseltmek gerekiyor.Bu yöntem atmosferik dizellerde işe yaramazken maksimum tork seviyesi 2bin devir civarında olan turbo dizel motorlarda yakıt ekonomisi sağlıyor.

4)Dizel motorun devri neden benzinli motorlardan daha düşük?

-Dizel motorda karışım, çalışma prensibi gereği yüksek basınç ve bunun oluşturduğu sıcaklık artışı sayesinde kendiliğinden ateşleniyor.Dizel motorlar yakıt-hava karışımının hazırlanması için daha uzun bir zamana ihtiyaç duyuyor.4500 ve üzerindeki devirlerde püskürtmenin başlamasıyla ateşleme arasında kalan süre ideal bir patlama için yetersiz hale geliyor.Bu yüzden maksimum tork ve güç bu devirlerden sonra düşüyor.Buda tork ve gücü azalttığından daha yüksek motor devri bilinçli olarak kullanılmıyor.

5)Dizel motor kural olarak neden daha ağır ve pahalı?

-Dizel motorlar, turbo, intercooler, gelişmiş enjeksiyon sistemleri dışında daha fazla ses izolasyon maddesine ihtiyaç duyuyor.

Ayrıca dizellerde yüksek yanma basıncına motor mekaniğinin dayanabilmesi için daha güçlü yapılandırılması gerekiyor.Bu yüzden, şu ana kadar dizel motorlarda krankmili yuvaları alüminyumdan yapılamadı.Ayrıca 60lt lik mazot, yüksek özgül ağırlığı nedeniyle, 60lt benzine oranla 7.8 kilo daha ağır.Tüm bunlar dizel motorun ağırlığını ve üretim girdileri yüzünden maliyetini arttırıyor.

6)Dizel motor neden daha vuruntuludur?

-Dizel motorda yanma, buji ile dışardan ateşlenen benzinli motora oranla daha zor kontrol ediliyor.Özellikle motor soğukken dizel motordaki yanma verimli değildir ve buda motorun vuruntu seviyesini arttırır.

7)Mazot, kurşunsuz benzine oranla neden daha ucuzdur?

-Mazot, prensip olarak fuel-oilden başka bişey deildir.Petrol damıtılırken benzine oranla daha düşük maliyetlerle elde edilir.Buda fiyatına yansır.

8)Dizel otomobillerin fiyatları neden yüksek?

-Ülkemizde otomobilden alınan vergi oranları ağırlığa bağlı olarak değişiyor.Bu nedenle ağırlıkları ve motor üretim maliyetleri fazla olan dizel motorlu otomobillerin fiyatları artıyor.

9)Dizel egzozu kanserojen mi?

-Bu konuyla ilgili elde net bir bilgi yok.En modern dizel motorda bile tamamen yok edilemeyen is partiküllerin kansere yol açabileceği, uzmanlar arasında hala tartışılıyor.

10)Dizel motoru gelişime ne yönde devam edecek?

-Yakın bir gelecekte daha sarsıntısız ve sessiz, daha temiz ve daha hafif dizel motorların 
üretimi düşünülüyor.Common Rail ve pompa-meme teknolojileri bu gelişim yönünde atılmış iki önemli adım.