Küçük ölçekli dikey eksenli rüzgar türbinlerinin sayısal analizi


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Bursa Uludağ Üniversitesi, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2020

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Nisan Esin Mutlu Günhan

Danışman: ERHAN PULAT

Özet:

Yenilenebilir enerji kaynakları arasında en hızlı gelişen rüzgar enerjisidir. Son zamanlarda fosil yakıt fiyatlarındaki artış, temiz enerji kaynaklarına yönelik talepler ve hükümet desteklerinin artmasıyla rüzgar türbinleri enerji üretimi için uygun bir teknoloji haline gelmiştir. Mevcut rüzgar santrallerinin çoğu yatay eksenli rüzgar türbinlerinden oluşur. Çünkü yatay eksenli rüzgar türbinlerinin verimliliği diğer tüm rüzgar türbinlerine göre daha yüksektir. Halen yatay eksenli rüzgar türbinleri (YERT), büyük boyları ve yüksek güç üretim özellikleri nedeniyle rüzgar enerjisi pazarına hakimdir. Buna karşın, dikey eksenli rüzgar türbinleri (DERT) de çok fazla güç üretebilir ve birçok avantaj sağlayabilir. Bu tez, bir dikey eksenli rüzgar türbini (DERT) çeşidi olan H tipi Darrieus rüzgar türbininin düşük rüzgar hızı koşullarında farklı kanat uç hızı, farklı yunuslama açısı, farklı kanat profili ve farklı kanat sayıları için performans değerlerinin hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) yardımıyla sayısal analizini kapsamaktadır. 3 farklı kanat profiline sahip dikey eksenli H-Darrieus rüzgar türbininin rotor konum açısı, yunuslama açısı ve kanat sayısı parametreleri değiştirilerek analizler gerçekleştirilmiş ve türbülans modeli SST (Shear Stress Support) k-W seçilerek moment değerleri ve güç katsayısının değişimi gözlenmiştir. Böylece incelenen parametreler kapsamında, küçük ölçekli dikey eksenli Darrieus rüzgar türbinlerinin hangi durumda daha verimli çalışacağı tespit edilmiştir. Analizler ANSYS Academic 2020R1 paket programıyla yapılmıştır. Analiz sonuçlarına göre, incelenen 3 farklı kanat modeline sahip H-Darrieus türbini için de belirli bir kanat uç hızı değerinde en yüksek güç katsayısına ulaşıldığı, farklı kanat profillerinde rotor konum açısının toplam moment değerini nasıl etkilediği, farklı yunuslama açılarında moment değerlerinin nasıl değiştiği ve farklı kanat sayılarına sahip türbinlerin momentleri incelenerek çeşitli sonuçlara ulaşılmıştır.