YARI BATIK AÇIK DENİZ YÜZER RÜZGAR TÜRBİN PLATFORMUNUN HİDRODİNAMİK DAVRANIŞI
Tez Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tez Danışmanı: Prof. Dr. Yalçın Yüksel
Tezin Onay Tarihi: 2024
Tezin Dili: Türkçe
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:
Yenilenebilir enerji son yıllarda önemini artırmaktadır. Çünkü gerek iklim değişikliği gerekse dünya kaynaklarının her geçen gün azalması bu tür enerji kaynaklarına yönelik çalışmaları önemli hale getirmiştir. Yenilenebilir enerji kaynakları arasında rüzgâr enerjisi özellikle gelişmiş ülkelerde yatırımın en fazla yapıldığı enerji kaynakları arasında sayılmaktadır. Rüzgâr enerjisindeki verimliliğin artırılması amacıyla yatırımlar özellikle rüzgâr enerjisinden daha fazla faydalanmak ve çevresel etkilerini azaltabilmek için kıyı ve açık deniz alanlarında planlanmaktadır. Ancak kıyı alanlarında kurulu sabit temelli rüzgar türbin teknolojisi 60 m'den daha derin sularda ekonomik olmamaktadır. Bu nedenle daha derin açık denizlerde yüzer türbin uygulamaları son yıllarda yapılmaya başlanmıştır. Ancak bu alandaki tartışmalar ve araştırmalar halen devam etmektedir. Açık denizdeki yüzer türbinler kıyı alanlarındaki sabit temelli türbinlerden daha maliyetli olmaktadırlar. Bu maliyeti düşürebilmek için açık denizdeki yüksek rüzgar potansiyelinden daha fazla yararlanabilmek amacıyla daha büyük türbinler inşa edilmektedir. Bundan dolayı bu türbinleri taşıyan yüzer platform tasarımları günümüzde önemli bir araştırma konusu olmuştur. Bu çalışmada, açık deniz koşullarında planlanabilecek yeni tip bir yarı batık yüzer rüzgar türbini tasarımı yapılmıştır. Özgün tasarım yüzer rüzgar türbin platformu; üç adet altında silindir olan kesik koni şeklindeki şamandıradan oluşmaktadır. Bu üç şamandıranın ortasına kule yerleştirilmiştir ve tüm bileşenler birbirine çapraz elemanlarla bağlanmıştır. Bu tasarımın 1:50 ölçekli fiziksel modeli oluşturulmuş ve Yıldız Teknik Üniversitesi Hidrodinamik Araştırma Laboratuvarı'nda mevcut dalga baseninde deneysel testleri gerçekleştirilmiştir. Deneylerde Froude ölçek kanunu kullanılmıştır. Platforma balast eklenerek modelin su çekimi arttırılmıştır. Bir balastsız ve iki adet farklı ek balasta sahip toplamda üç adet farklı su çekiminde model oluşturulmuştur. Tüm testler farklı su çekimine sahip üç model için de yapılmıştır. İlk önce serbest salınım testleri yapılmıştır. Sonrasında farklı periyottaki ve dalga yüksekliğindeki düzenli dalga testleri yapılarak modelin karakteristik özellikleri belirlenmiştir. Son olarak sırf dalga ve dalga-rüzgar kombinasyonunda tasarım ve ekstrem koşullardaki düzensiz dalga testleri yapılmıştır. Testler sırasında modelin altı serbestlikteki hareketinin verisi ve modeli zemine bağlayan üç adet gevşek bağlı halatta oluşan kuvvet verisi alınmıştır. Alınan veriler çeşitli yöntemlerle işlenmiş ve analiz edilmiştir. Testler kendi içinde ve farklı su çekimine sahip diğer modellerle karşılaştırılmıştır. Model ölçeğinde 275 mm su çekimine sahip modelde optimum sonuçlar görülmüştür.