H-darrieus dikey eksenli rüzgâr türbininde verim artırma yöntemlerinin incelenmesi

Abstract

Dünya genelindeki enerjiye olan ihtiyaç her geçen gün artmaktadır. İhtiyacın artması, dünya nüfusunun ve üretim sektöründeki ilerleme, bu talebin temelini oluşturmaktadır. Diğer taraftan enerji üretilirken aynı zamanda çevreye verdiği zarar da artmaktadır. Bu enerji ihtiyacına karşılık vererek hem fosil yakıt kullanımını azaltmak hem de emisyon değerlerini minimuma indirmek amacıyla yenilenebilir temiz enerji kaynaklarına yönelim sürekli artmaktadır.Bu yenilebilir enerji kaynakları arasında önemli bir yeri olan rüzgâr enerjisi tezin konusunu oluşturmaktadır. Dikey eksen sınıfına giren darrieus rüzgâr türbininin davranışları incelenmiştir. Yapılan deneyler esnasında farklı kanat türleri kullanılmış, bu kanatlar geliştirilmiş, veter uzunlukları, en-boy oranları hücum açıları çalışma şartları değiştirilmiştir. Ayrıca elde edilen bu veriler yapay sinir ağlarının çeşitli algoritmalarıyla tahmin çalışmaları yapılmış ve farklı mimariler ile hangi çalışma koşullarında türbin yapısında ne kadarlık bir güç katsayısı elde edilebilir sorusuna cevap aranmıştır.Elde edilen sonuçlar, kanat profili üzerindeki oyukların türbin performansına katkı sağladığını, test bölgesindeki türbülanslı akışın verimi artırdığını kritik en-boy oranının hangi değerler olduğunu belirtmiş ve yapılmayan ara deneyler, çeşitlendirilen algoritmalar sayesinde zaman ve para kaybına neden olmadan tahminlerin yapılabileceğini göstermiştir.

The need for energy around the world is increasing day by day. The increase in need, the progress of the world population and the production sector form the basis of this demand. On the other hand, while producing energy, it also increases its damage to the environment. In order to both reduce the use of fossil fuels by responding to this energy need and to minimize the emission values, the tendency to renewable clean energy sources is constantly increasing.Wind energy, which has an important place among these renewable energy sources, is the subject of the thesis. The behavior of the Darrieus wind turbine, which is in the vertical axis class, has been investigated. During the experiments, different types of modified blades were used and chord lengths, aspect ratios and angles of attack were changed. In addition, these obtained data were estimated by various algorithms of artificial neural networks and an answer was sought to the question of how much power coefficient can be obtained in the turbine structure under which operating conditions with different architectures.The results obtained indicated that the cavities on the airfoil contributed to the turbine performance, the turbulent flow in the test region increased the efficiency, and the values of the critical aspect ratio showed that the estimations could be made without causing loss of time and money due to the diversified algorithms.