Sınırsız ve Bedava Enerji: Enerji Hasadı

Sınırsız ve Bedava Enerji: Enerji Hasadı

Teknolojinin gelişimine bağlı olarak elektronik cihazlar günlük hayatımızın çok büyük bir bölümünü kaplar bir duruma geldi. Cihazların fonksiyonları artırıldı, maliyetleri azaltılıp, boyutları küçültüldü; sanayi, eğitim, ulaşım, sağlık, savunma… gibi hemen bütün sektörlerde vazgeçilmezlik tahtına oturdu.

Gün içerisinde sıkça kullandığımız telefon, tablet, dizüstü gibi elektronik cihazlarla ilgili en önemli sıkıntılarımızdan biri de cihazlarının fonksiyonların artmasına bağlı olarak şarj sıkıntısı çekmemizdir. Bataryanın ömrünü uzun olması demek doğal olarak ebatlarının da büyümesi anlamına gelmektedir. Bu da cihazlarımızın portatiflik özelliğini kaybederek neredeyse yanımızda telefonun kendi ebatlarında bir bataryayla birlikte iki telefon, iki tablet taşıma durumunu ortaya çıkardı.

enerji hasadı1

Bahsettiğim bu durumu değiştirmek adına bilim adamları sınırsız ve ücretsiz güç sağlayacak sistemler üzerine yoğunlaşmış durumdalar. Bu çalışmaya da Energy Harvesting (enerji hasadı) adını veriyorlar.   Bu enerjiyi farklı yollardan elde etme çalışması içerisindeler. Mekanik, ısıl, elektriksel, titreşim, ışık, manyetik gibi farklı fiziksel ortamlardan enerji hasat edilecek ve düzgün şekilde depolama sağlanacaktır.

enerji hasadı2

Şu anda etrafımızda elektromanyetik dalgalar cirit atıyor.  GSM, TV, mikrodalga cihazları, klimalar… ve daha nice sistemden elektromanyetik dalgalar etrafa dağılıyor.  Bunlar görevlerini yerine getirdikten sonra bizler için görünmez, geri dönüşüm için bekleyen çöplüklerdir.

Etrafımızda var olan elektromanyetik dalgaların enerjilerini toplamak üzere geliştirilen sistemler ile mW’lar düzeyinde çalışan cihazların (izole olmadığı sürece) kesintisiz ve ücretsiz olarak her ortamdan enerji eldesi mümkün olacak.

 Bu sistemlerin temel birimleri şu şekildedir:

  • Havadaki RF sinyallerini toplayan anten
  • Bu antenden gelen gücü minimum kayıpla yükseltici ve doğrultucu devreye (D.D) aktarabilmek için kullanılan empedans uygunlaştırma devresi
  • Band geçiren devre
  • Yüseltici doğrultucu devre
  • Alçak geçiren devre

enerji hasadı

Burada önemli nokta toplanan sinyalden elde edilecek enerjinin veriminin yüksek olmasıdır. Bunu sağlayacak en önemli unsurda Yükseltici Doğrultucu Devre (Y.D.D)’ ye gelen enerjinin ne denli büyütülebileceği konusudur.

Boşluktan yüksek RF toplayabilmek için anten çeşitleri olarak bunları kullanabiliriz.

  • Anten dizileri =) D.D’ye girecek olan gücü artırarak kazancı artırır.
  • Dairesel polarizasyona sahip antenler =) toplam güçteki polarizasyonu en aza indirir.
  • Genişli bantlı antenler =) birçok kaynaktan sinyal toplamayı sağlar.

Sistemin hassasiyetinin artırılması için Y.D.D’de ara elemanlar söz konusudur. 

  • Alıcı anten ile Y.D.D arasına band geçiren filtreler konulur.
  • DC bölümündeki RF gücün direkt olarak yüke akmasını engellemek adına alçak geçiren filtre kullanılır.

Sistem dizaynında birçok konuyu ayrı ayrı işleyip bir araya getirmek emek istiyor.

İkinci bölümde anten çeşitlerinden, energy harvesting için kullanılabilecek en yüksek verim ve boyutları konusunda da başarı sağlayabileceğimiz anten çeşidini, tasarımının detaylarını vermeyi düşünüyorum.

Cihad Gültekin

Cihad Gültekin

Gazi Üniversitesi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği son sınıf öğrencisiyim. İlgi alanlarım; robotik, kontrol sistemleri ve görüntü işlemedir. Paylaşmayı seviyor ve bilginin paylaştıkça artacağını düşünüyorum.

Bir Cevap Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir