Isparta yöresi rüzgar potansiyeline uygun Darrieus ve Savonius rüzgar jeneratörlerinin tasarım parametrelerinin tespit yöntemleri

Abstract

Ill ÖZET Günümüzde, dünya çapında kullanımı en hızlı artan enerji kaynağı ve teknolojisi rüzgar enerjisi dönüşüm sistemleridir. Rüzgar gücü çoğunlukla, temiz ve tükenmez bir kaynak olması nedeniyle gündeme gelmiştir. Ancak, rüzgardan elektrik üretilmesinin yaygınlaşmaya başlamasının başlıca nedeni, dönüşüm sistemlerinin ve elektrik enerjisi üretim maliyetlerinin Konvensiyonel güç santralleri ile rekabet edebilecek düzeye inmiş olmasıdır. Bunu sağlayan etkende, yeni ve yenilenebilir enerji kaynağı ve teknolojileri üzerinde özellikle 1970'lerdeki petrol şoku sırasında başlatılıp yoğunlaştırılan araştırma-geliştirme çalışmaları olmuştur. Rüzgar enerji tesislerinin geliştirilmesi üzerindeki araştırmalar, türbin sistemlerinin Aerodinamik ve mekanik performanslarının artırılması, dayanırlıklarının ve yorulma ömürlerinin geliştirilmesi, rüzgar alanlarının modellenmesi, simule edilmesi ve açık denizde kurulması düşünülen türbinler üzerinde yoğunlaşmıştır. Teknik bilgilerin geliştirilmesi, yeni ürünlerin içerdiği risklerin ve maliyetlerin azalması ile sonuçlanmıştır. Dünyada rüzgar enerjisi dönüşüm sistemlerinden 1994'te 3700 MW olan enerji elde etme kapasitesi, 1995 sonunda 4900 MWa ulaşmıştır. 1990'dan 1996 başında kadar toplam kurulu güç kapasitesi %150 artmıştır. Bu çalışmada İsparta yöresi rüzgar potansiyeli için Darrieus ve Savonius rüzgar türbini modelleri tasarlandı. Savonius rüzgar türbini için tek kademeli bir model, Darrieus türbini için ise NACA 0021 airfoil profilli ve üç kanatlı bir model hazırlandı. Her iki kanat modeli kompozit malzemeden yapıldı. Meteorolojik verilerden yararlanılarak İsparta merkezi ortalama rüzgar hızlan tespit edildi. Laboratuar ortamında; 2-4-6-8 m/s rüzgar hızlan için test çalışmalan yapıldı. Aynca, İsparta merkezi rüzgar potansiyelinin 5m/s'den daha düşük olması nedeniyle hız arttıncı bir sistem (lüle) tasarlandı. Yapılan deneyler sonucunda her iki türbin modeli için yapılan testler sonucunda, lüleli ve lülesiz Darrieus türbinin lüleli ve lülesiz savonius türbininden daha verimli olduğu gözlendi. ANAHTAR KELİMELER : Darrieus, Savonius, Rüzgar Türbini

IV ABSTRACT Today, the most rapidly increasing worldwide power resources and technology is wind power conversion systems. Wind power has mostly become a current issue as it is a clear and an endless source. However, the chief reason for generating electric power from wind to became widespread is that conversion systems have reached the level to compete with the conventional power plants. The factor causing this has been that research and development studies on the new and renewable power resources and technology set about in the 1970's during the petroleum shock. The studies on the development of wind power systems, have focused on the increasing of the aerodynamic an mechanic performance of the turbine systems, and on the development of the durability and their life-span, an on the modeling and simulating of the wind fields and on the turbines that are planned to build on the open seas. The development of the technical knowledge has resulted in the reduction of the risks and costs of the new products. The capacity of power of 3700 MW being generated from wind conversion systems in 1994 increased in 4900 MW in the late 1995. From 1990 to the early 1996 the totally founded power capacity increased 150%. In this study, Darrieus and Savonius wind turbine models were designed for the wind potential in thee vicinity of İsparta. A one-decked model for Savonius wind turbine and NACA 0021 model with airfoil profile and with three wings have been prepares. The design of the both wings has been made of the composite material. Taking advantage of the meteorological data we established the average velocity of the center of İsparta. In the laboratory environment, the studies on velocity of wind have been carried out. Alsa, as the potential (2-4-6-8 m/s) of the wind power of the center of İsparta is lower than 5 m/s, a velocity accelerating system has been designed. As the results of the tests for both turbine model, we observed that Darrieus model with and without velocity-acceleration was more successful than Savonius turbine model with an without velocity-acceleration. KEY WORDS : Darrieus, Savonius, Wind Turbine,