Yatay eksenli rüzgar türbinlerinin aerodinamik karakteristikleri

Abstract

VI ÖZET Kullanıla gelmekte olan klasik enerji kaynaklarından kömür ve petrol gibi fosil yakıtlar azalırken dünyadaki enerji ihtiyacı gelişmeye paralel olarak gittikçe artmaktadır. Zamanla tükenmekte olan fosil yakıtların yerini alabilecek ve dünyada artan enerji ihtiyacını karşılayacak yeni enerji kaynaklarının bulunmasına gerek duyulmaktadır. Bu nedenle, özellikle son yıllarda yenilenebilen enerji kaynakları konusunda yoğun araştırmalar başlamıştır. Rüzgâr enerjisi bazı dezavantajlarına rağmen, yenilenebilir enerji kaynakları arasında önemli bir yer işgal etmektedir. Bu tezde, rüzgâr kuvvetinden enerji üreten yatay eksenli rüzgâr türbinlerinin teorisi incelenerek türbin performans karakteristikleri çıkarılmış ve bazı dizayn kriterleri elde edilmiştir. Türbine difüzör, çevresel orta ve uç kanatçıkları ilave ederek, türbinin çıkış gücünün arttırılabileceği görülmüştür. Türbin performans karakteristiklerine etki eden en önemli parametreler türbin kanadının aerodinamik kuvvet karakteristikleri oranı, CL/CL^ ile uç hız oranı / (= Çl R /ü) olup, artan CL/C_ ve X değerleri ile türbinin verimi artmaktadır. Yük sek verim elde edebilmek için Cj/Cw ve X değerleri mümkün olduğu kadar yüksek olmaktadır. Optimizasyon analizinden, maksimum çıkış gücü için türbin kanadının gerekli (Cl/Cp) değerini verebilmesi için kanadın uca doğru daralan bir genişliğe ve belli bir burulmaya sahip olması gerektiği, ancak güç çıkışında % 6 lik kaybı göze alarak bu burulmanın ve uca doğru oluşan daralmanın ihmal edilebileceği sonucuna varılmıştır.

VII SUMMARY while the classical energy resojarces used in the past such as coal and oil based fossile fuels are decreasing the energy requirements are increasing in accordance with the industrial developments in the world. It is necassary to find out new energy resources to replace the classical energy resources and to meet -`>nergy demands in future. Therefore especially in the last decade considerable research programmes in the field of renewable energy resources. ;ave been carried out. In spite of a number of disadvantages, wind energy plays an important role among renewable energy resources. In this thesis the theories of the horizontal axis wind turbi nes Converting the wind power into mechanical energy are evaluated, türbine performance c iaracteristics are determined and some design criteria is obtained. It is seen that by using diffuzor, shroude and tip airfoils the power output of the turbine can be increased by some degrees. The most important parameters affecting the performance characteristics of a wind turbine are the ratio of the aero dynamic force characteristics of the blade, CT/CL. and the A tip speed ratio A (= Q Ro/J). By increasing these parameters efficiency of the turbine can be increased. To achieve a high efficiency the value of Cj/Gq and A must be kept as high as possible. From optimization analysis, it was found that in order to obtain the required GT /C_ value for maximum turbine output power it is necassary that the rotor should have a twisted and narrowing blade elements. But, paying a penalty of 6% loss in power output, the twist and narrowing of the blade element can be neglected.