Rüzgar enerjisi dönüşüm sistemleri ve rotor tasarımı

Abstract

Rüzgar türbini rotorunun kanatlan havadan aldığı hareket enerjisini, mekanik ünite (şaft, kavrama ve dişliler) vasıtasıyla jeneratör rotoru ve statoruna iletir. Böylece mekanik enerjiden, elektrik enerjisi elde edilir. Jeneratörden elde edilen elektrik enerjisi şalter ve koruma sistemleri üzerinden ana transformatörlere, en nihayetinde son kullanıcıya veya bazı depolama birimlerine ulaşır. Uygun sistem elemanlarını kullanabilmek için döndürme momenti ve performans özelliklerine özel bir ehemmiyet vermek gerekir. Yapı bunlar üzerine inşa edilir ve türbin hızını sınırlandırmak için gerekenler yapılır. Bu çalışmada, rüzgar karakteristMerinin rüzgar türbini tasarımına etkileri incelenmiştir. Rüzgar hızının sürekli olamayışı ve değişim aralığının büyük olması, rüzgar enerjisi sistemlerinin tasarımını güçleştirmektedir. Bu sistemlerin tasannu için, çalışma hızı aralığını sınırlandırmak gerekir. Genelde, rüzgar türbinleri iki ana guruba ayrılır. Bunlar yatay ve dikey eksenli rüzgar türbinleri olarak adlandınhr. Rüzgar enerjisi dönüşüm sistemlerinde en önemli eleman rüzgar türbinidir. En yaygın kullanılan çeşidi yatay eksenli, pervaneli türbinlerdir, bunun yanında Darrieus tip rotorlu türbinler, Cyclögyro tip rotorlu türbinler, ufak boyutlu Savonius tip rotorlu türbinler sıkça uygulama alanı olan çeşitlerdir. Rüzgar türbinlerinin performans analizi yapıldığında ilk sırayı pervaneli tip rotora sahip türbinler almaktadır. Rotor veriminde en önemli faktör kanat tasarımıdır. Rüzgar türbMerinin rotor tasanmlanyla, hava taşıtlarının airfoil (kanat profiM) ve pervane ile helikopterlerin rotor tasarımlan arasında çok yalan bir benzerlik vardır. Bu çalışma kapsamında elde edilen veriler ışığında, rüzgar türbini rotoru tasarımı yapılmaya çalışılmıştır.The blades of a wind turbine rotor extract some of the flow energy from air in motion, convert it into rotational energy, then deliver it via a mechanical drive unit (shafts, clutches and gears) to the rotor of a generator and thence to the stator of the same by mechanical-electrical conversion. The electrical energy from the generator is fed via a system of switching and protection devices, leads and any necessary transformers to the mains, to the end user or to some means of storage. In further handling the relevant system components, special attention must be given to the drive torque or performance properties. The structures based thereon and the actions necessary to limit turbine speed. In this study, the impacts of the characteristic of the wind on wind turbine design have been searched. It is very difficult to design the system of wind energy because of the characteristics of the wind. For high speed of the wind, the system can destroy itself, therefore designer must built some precaution. Generally, there are two main groups of the wind turbines. These are called 'Horizontal and vertical axis wind turbines'. The predominant configurations are horizontal axis propeller turbines and Darrieus and Cyclogyro turbines; in small sizes some Savonius rotors and other cup anemometer devices are also occasionally seen. In the performance analysis of wind turbines, the propeller devices were studied first. Blade design is more important factor of windmill efficiency. Blade design is highly technical field, but it is closely related to aircraft airfoil, propeller and helicopter rotor design. At the end of all above mentioned discoveries, a tried design of a wind turbine rotor is given.