HAVAİ RÜZGAR ENERJİ SİSTEMLERİ İÇİN ÇİFT MODLU ENERJİ DÖNÜŞÜM ÜNİTESİNİN ÇOK FİZİKLİ ANALİTİK TASARIMI VE OPTİMİZASYONU
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, MEKATRONİK MÜHENDİSLİĞİ, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2024
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: ESRA ÇELİK
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Muhammet Garip
Eş Danışman: Kadir Erkan
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Son yıllarda geleneksel rüzgar türbini teknolojilerinin teknik ve ekonomik sınırlamaları, yüksek irtifa ve havaî rüzgar enerji sistemlerine yönelik önemli araştırmalara yol açmıştır. Bu çalışma, entegre tip havaî rüzgar enerji sistemi için çok modlu çalışan bir elektrik makinesinin tasarımını ve optimizasyonunu kapsamaktadır. Tasarım süreci, çoklu-fiziksel bir yaklaşımla analitik elektromanyetik modelin ve çok amaçlı genetik algoritmaların (MOGA) kullanımını içermektedir. Analitik elektromanyetik model, sürekli mıknatıs senkron makine (SMSM) için geliştirilmiş ve tasarım sürecinde kullanılmıştır. Güç yoğunluğunu artırmak amacıyla kobalt-demir manyetik malzeme tercih edilmiştir. Makine, 600 V DC gerilim koşullarında optimize edilmiş ve iki boyutlu sonlu elemanlar yöntemi (SEY) ile doğrulanmıştır. Bu optimizasyon sonucunda, makinenin 1.8 kW/kg güç yoğunluğuna ve \%96 verimliliğe ulaştığı belirlenmiştir. Termal analizler, makinenin hem motor hem de generatör modlarında sargı ve mıknatıs sıcaklıklarının kritik eşiklerin altında kaldığını doğrulamıştır. Ayrıca, mekanik dayanıklılık analizleri, stator yüzeyindeki kayma gerilmesinin belirtilen limitlerin altında olduğunu ve tasarımın mekanik açıdan güvenilir olduğunu göstermiştir. Bu çalışma, entegre tip havaî rüzgar enerji sistemleri için yüksek performanslı ve güvenilir bir makine tasarımının başarıyla gerçekleştirildiğini ve elde edilen sonuçların tasarımın pratikteki etkinliğini doğruladığını ortaya koymaktadır.