Aerodynamic optimization of diffuser for horizontal axis wind turbine


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Gemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Bölümü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2019

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: ŞAFAK DOĞRU

Danışman: Oktay Yılmaz

Özet:

Enerji maliyetleri artmakta ve tüm dünyada çevre kirliligi giderek daha ciddi hale gelmektedir. Buna baglı olarak, yenilenebilir enerji kaynaklarının daha fazlakullanımına başlanmıştır. Yenilenebilir bir enerji kaynagı biri olan rüzgar enerjisinin kullanımı son yıllarda daha fazla önem kazanmıştır. Sonuç olarak, rüzgar enerjisi elektrik üretim tekniklerinden biri olan rüzgar türbini sistemleri, son yıllarda hızla gelişmiştir. Bu araştırmada, deneysel olarak test edilmiş geleneksel üç kanatlı yatay eksenli rüzgar türbininin optimum bir difüzörle performansını arttırmak amaçlanmıştır. Bir difüzörün rüzgar türbini üzerindeki performans artırma etkilerini anlamak için, difüzör şeklinin türbin rotorunun etrafındaki yüksek rüzgar hızı ve akış üniformluğu üzerindeki etkileri hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) analizleriyle incelenmiştir. Difüzör GOE431 kanadına göre şekillendirilmiştir. Sayısal sonuçlar, akış üniformlugunun ve difüzör içerisindeki rüzgar hızının, kullanılan kanat kiriş kord uzunlugu ve hücum açısından büyük ölçüde etkilendiğini göstermiştir. Difüzör tasarımı, rotor çevresinde iyi akış homojenligi ile maksimum rüzgar hızı için amaç yüzey optimizasyon yöntemi ile incelenmiştir. Bu çalışmada, 0,90 m’lik bir rotor çapına sahip geleneksel bir yatay eksenli rüzgar türbini için Betz sınırının çok ötesinde bir güç katsayısına sahip difüzörlü rüzgar türbini geliştirilmiştir.

Anahtar Kelimeler: Rüzgar Türbini, HAD, Tepki Yüzey Optimizasyonu, Difüzör, Betz Sınırı