Küresel ýsýnma tehlikesi, fosil yakýtlarýn ömrünün giderek azalmasý bunlara baðlý olarak yenilebilir enerji politikalarýnýn desteklenmesi ve akýllý þehircilik arzusu kent ortamýnda kullanýlabilen boyutsal yapýsý küçük rüzgâr türbinler konusunda yapýlan araþtýrmalarýn temel dayanaðý ve itici gücü olmuþtur. Þehir ortamýnda kullanýlabilecek en iyi verim-boyut oranýna sahip türbin türü ise dikey eksenli rüzgâr türbinleridir. Dikey eksenli rüzgâr türbinlerinde en yaygýn kullanýn türbin tipi boyutsal ölçeklenebilirliði sebebi ile darrieus tipi rüzgâr türbinleridir. Bu türbinlerin boyutsal avantajýnýn yanýnda rüzgâr yönüne baðýmsýz olmasý, bakým kolaylýðý ve düþük gürültü deðeri gibi avantajlarýda vardýr. Darrieus tipi rüzgar türbinlerinin bir diðer özelliði ise düþük ve orta rüzgar rejimlerinde türbülans yoðunluðunun fazla olduðu kentsel ortamlarda kullanýmýna uygun olmasý ve bu koþullarda rüzgar hýzýndan elde edilecek güç deðerinin oldukça yüksek olmasýdýr.
Bu çalýþmada darrieus tipi rüzgâr türbinlerinde sabit ve deðiþken açýlý kanat tiplerinin ayný boyutsal yapýda ve kanat formunda CFD simülasyonlarý ile basýnç katsayýlarýnýn ve kanatlarda oluþan dönme moment deðerlerinin karþýlaþtýrýlmasý yapýlarak deðiþken açýlý kanat yapýsýnda en yüksek verimin elde edildiði hücum açýsý tespit edilmeye çalýþýlmýþtýr. Ayrýca kanat hücum açýlarýný dönme eksenine göre deðiþimini saðlayan eksantrik mekanizma tasarýmý gerçekleþtirilmiþtir. 2D CFD analizlerinde kanatlarýn dönme merkezindeki eksantrik hareketin modellenmesi için iki farklý konum deðiþimi yöntemi kullanýlmýþ ve bu yöntemlerinin birbirlerine göre avantajlarý incelenmiþtir. Yapýlan analizlerde bir dizi deðiþken rüzgâr hýzý için türbinin kararlý rejime ulaþtýðý rotor dönüþ hýzlarýnda kanat yapýlarý üzerinde oluþan moment katsayýlarý alýnarak türbin efektif güç deðerleri farklý hücum açýlarýndaki kanat konumlarý için hesaplanarak elde edilen deðerler karþýlaþtýrýlmýþtýr.
Anahtar Kelimeler: Dikey Eksenli Türbinler, Darrieus Türbinleri, Aerodinamik performans, Hesaplamalý Akýþkanlar Dinamiði
|
