Rüzgar Türbini Kanadının Biyomimetik Olarak Deneysel ve Sayısal Metotlarla Tasarlanması
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Erciyes Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, SİVİL HAVACILIK ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2021
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: MUSTAFA ÖZDEMİR
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Çağrı Vakkas Yıldırım
Eş Danışman: Metin Uzun
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu çalışmada, rüzgâr türbininin kanat tasarımında doğadan ilham alınarak, yeni tasarımlar ile rüzgâr enerjisinin verimliliği arttırılmaya çalışılmıştır. Yapılan bu çalışmada baykuş kanat yapısından esinlenilmiş ve kavisli kanat, kanat ucuna eklenen kanatçıklı tasarım ve sonsuz kanat tasarımı ile çentikli firar kenarı tasarımları yapılmıştır. En iyi sonucu veren kanat tasarımını belirlemek için yapılan tasarımlar iki aşamalı olarak incelenmiştir. İlk aşamada tasarım parametrelerine uygun olarak tasarlanmış kanatlar Solidworks programında çizilmiş ve Ansys Fluent programına aktarılarak burada tasarlanan kanatların dinamik basınç, hız ve pattline analizleri sayısal olarak incelenmiştir. Aynı zamanda karşılaştırma yapılabilmesi adına sabit kanat yapısı da aynı analizlerde incelenmiştir. Analizlerin ikinci aşamasında ise sayısal analizlerde ideal sonuçlar veren kanat tasarımları 3B yazıcıda üretilerek rüzgâr tünelinde farklı göbek bağlama açılarında ve farklı hızlarda incelenmiştir. Rüzgâr tüneli analizinde birebir rüzgâr türbini yapısında üretilerek test alanına bağlanan kanatlar değişik göbek bağlama açıları için üretilmiş çeşitli rotor göbekleri ile dönü hareketinden voltaj çıktısı verecek olan motora bağlanmıştır. Voltaj çıktılarını okuyabilmek için motora bağlanan bir multimetre devresine aynı zamanda bir integratör devresi eklenmiş ve her biri 3 dk süren deneysel incelemelerde ortalama gerilim değerini ve grafik çıktısı alınarak grafiksel olarak sunulmuştur. Kavisli kanatlarda kanat ucuna eklenen sonsuz kanat yapısının boyutuna bağlı olarak üretilen gerilim değerleri değişiklik göstermiş ve tasarlanan kanat yapısında %15'e varan aerodinamik performans iyileşmesi görülmüştür. Ayrıca yapılan tasarım geleneksel sabit kanatlar üzerinde de deneysel olarak incelenmiş olup sabit kanatlar üzerinde %6' ya varan iyileşme görülmüştür. Bunların yanı sıra baykuş kanat yapısında bulunan çentikli firar kenarı tasarımı da deneysel olarak çalışılmış ancak çalışmalar sonrasında enerji üretimi açısından bir gelişim gözlenmemiştir. Anahtar Kelimeler: Rüzgâr türbini, Aerodinamik performans, Biyomimetik tasarım