Evsel elektrik ihtiyacının karşılanması için rüzgar türbini tasarımı
Yükleniyor...
Dosyalar
Tarih
2007
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
ÖZET Yüksek Lisans Tezi Evsel Elektrik htiyacının Karşılanması çin Rüzgar Türbini Tasarımı Gökhan Emniyetli Trakya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Çorlu Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Ana Bilim Dalı Rüzgar enerjisinin, Türkiye'deki potansiyel kullanım alanları incelenmiş ve ne tipte ve büyüklükte türbin kullanılabileceği belirlenmiştir. Daha sonra böyle bir türbinin aerodinamik tasarımı saptanıp, beklenen performansı hesaplanmış ve buna bağlı olarak da üretilecek enerjinin maliyetinin ne düzeyde olabileceği öngörülmeye çalışılmıştır. Weibull dağılımı yardımıyla mevcut rüzgar verileri kullanılarak potansiyeli yüksek bölgeler tespit edildi. Türbin güçlerindeki değişime göre maliyet ve rotor süpürme alanlarında değişimin ne olduğu incelendi ve diğer bazı faktörlerde göz önüne alınarak türbin gücü olarak 600 kW seçildi. Tasarlanacak türbinin aktif stall kontrollü ve iki hızlı olmasına karar verildi. Tasarımı yapılacak türbinin rotorundan elde edilmesi gereken gücü belirleyecek olan jeneratör ve aktarma sistemi verimleri belirlenip aerodinamik tasarıma geçildi. Aerodinamik tasarımda önce rotorun genel yapısı üzerinde duruldu ve rüzgar yönünde, üç palalı bir türbinde karar kılındı. Türbinin tasarım uç hız oranı 6 olarak belirlendi. Profil olarak Delft University tarafından geliştirilen DU profilleri kullanıldı. Bu özelliklere sahip ideal pala tasarlandıktan sonra geometride düzeltme yapıldı. Tasarımı yapılan türbinin güç eğrisi ve güç kontrolü için gerekli pala döndürme açıları belirlendi. Türbin geometrisi aynı kalmak kaydıyla nominal hıza ulaştığında uç hız oranı 6 değil 5 olacak şekilde çalışırsa elde edilecek yeni rotor çapı ve güç eğrisi belirlendi. Yeni çalışma biçimiyle rotorun çapı 37,5 metreden 44,8 metreye, Bandırma'da pürüzlülük sınıfı 1 olan bölgedeki kapasite faktörü de %25'9 dan %31,8'e yükseldi. Türbinin devir sayısında yapılan bu değişiklik ile enerji üretiminde %23 gibi önemli bir artış sağlanabileceği görüldü. Türbinin performansı ve çeşitli bölgelerde üretmesi beklenen yıllık enerji miktarları hesaplandıktan sonra, bu yörelerde üretilecek enerjinin birim maliyetinin ne düzeyde olabileceğini bulmak için, EWEA tarafından verilen değerler 5 adet 600 kW'lık türbinden oluşacak 3MW'lık bir rüzgar çiftliği üzerinde kullanıldı. Elde edilen sonuçlara göre potansiyel olarak ele alınan yörelerde elektrik enerjisi üretiminin birim maliyetinin 2,8-5,1 cent/kWh arasında değişeceği görüldü. 2007, 134 Sayfa. Anahtar Kelimeler : Enerji, rüzgar türbini, profil, uç hız oranı, güç katsayısı.
Master of Science Thesis Designing the Wind Turbine for Electricity Necessity of House Gökhan Emniyetli Trakya University Institute of Science Çorlu Faculty of Engineering Main Department of Mechanical Engineering The potential areas for wind energy applications in Turkey have been researched and optimum turbine size and type have been determined. Then the aerodynamic design of such turbine has been completed and its performance has been estimated. High potential areas for wind energy applications have been determined using the Weibull parametres. Comparing the cost and swept area versus turbine power for different turbine sizes association and considering some other factors, the turbine power has been set as 600 kW. The turbine was decided to be designed as an active stall controlled, two-speed turbine. Generator and transmission system efficiencies, which would determine the necessary rotor power, have been determined and aerodynamic design has been initiated. First step of the aerodynamic design was setting the general rotor configuration and an upwind turbine with three blades has been chosen. The design tip speed ratio of the turbine was chosen 6. DU airfols of Delft University have been used as blade section airfoils. After designing the optimum blade with above-mentioned characteristics. Power curve and pitch angles for power control were plotted. The rotor diameter and power curve were calculated on condition that turbine geometry would stay exactly the same but it would run with a tip speed ratio of 5 instead of 6 at nominal velocity. The new operation style increased the rotor diameter from 37,5m, to 44,8 m and the on a roughness class 1 site in a Bandırma capacity factor from 25,9% to 31,8% . The aforementioned modification in rotational speed has increased the calculated annual energy production %23. After calculating the turbine performance and annual energy production in several regions. EWEA data on wind turbines and energy production costs were used in order to calculate the unit energy production cost for a wind farm of 3 MW, which consists of 600 kW turbines of 5 in these sites. The results indicated that unit energy production cost in potential areas would vary between 2,8-5,1 cent/kWh. 2007, 134 pages. Key Words : Energy, wind turbine, profile, tip speed ratio, power coefficient.
Master of Science Thesis Designing the Wind Turbine for Electricity Necessity of House Gökhan Emniyetli Trakya University Institute of Science Çorlu Faculty of Engineering Main Department of Mechanical Engineering The potential areas for wind energy applications in Turkey have been researched and optimum turbine size and type have been determined. Then the aerodynamic design of such turbine has been completed and its performance has been estimated. High potential areas for wind energy applications have been determined using the Weibull parametres. Comparing the cost and swept area versus turbine power for different turbine sizes association and considering some other factors, the turbine power has been set as 600 kW. The turbine was decided to be designed as an active stall controlled, two-speed turbine. Generator and transmission system efficiencies, which would determine the necessary rotor power, have been determined and aerodynamic design has been initiated. First step of the aerodynamic design was setting the general rotor configuration and an upwind turbine with three blades has been chosen. The design tip speed ratio of the turbine was chosen 6. DU airfols of Delft University have been used as blade section airfoils. After designing the optimum blade with above-mentioned characteristics. Power curve and pitch angles for power control were plotted. The rotor diameter and power curve were calculated on condition that turbine geometry would stay exactly the same but it would run with a tip speed ratio of 5 instead of 6 at nominal velocity. The new operation style increased the rotor diameter from 37,5m, to 44,8 m and the on a roughness class 1 site in a Bandırma capacity factor from 25,9% to 31,8% . The aforementioned modification in rotational speed has increased the calculated annual energy production %23. After calculating the turbine performance and annual energy production in several regions. EWEA data on wind turbines and energy production costs were used in order to calculate the unit energy production cost for a wind farm of 3 MW, which consists of 600 kW turbines of 5 in these sites. The results indicated that unit energy production cost in potential areas would vary between 2,8-5,1 cent/kWh. 2007, 134 pages. Key Words : Energy, wind turbine, profile, tip speed ratio, power coefficient.
Açıklama
Yüksek Lisans Tezi
Anahtar Kelimeler
Enerji, Energy, Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering, Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
