Geri Dön

Evsel elektrik ihtiyacının karşılanması için rüzgar türbini tasarımı

Designing the wind turbine for electricity necessity of house

  1. Tez No: 199962
  2. Yazar: GÖKHAN EMNİYETLİ
  3. Danışmanlar: Y.DOÇ.DR. SEMİH ÜZE
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Enerji, Makine Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Energy, Mechanical Engineering, Engineering Sciences
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2007
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Trakya Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 153

Özet

ÖZETYüksek Lisans TeziEvsel Elektrik htiyacının Karşılanmasıçin Rüzgar Türbini TasarımıGökhan EmniyetliTrakya ÜniversitesiFen Bilimleri EnstitüsüÇorlu Mühendislik FakültesiMakina Mühendisliği Ana Bilim DalıRüzgar enerjisinin, Türkiye'deki potansiyel kullanım alanları incelenmiş ve netipte ve büyüklükte türbin kullanılabileceği belirlenmiştir. Daha sonra böyle bir türbininaerodinamik tasarımı saptanıp, beklenen performansı hesaplanmış ve buna bağlı olarakda üretilecek enerjinin maliyetinin ne düzeyde olabileceği öngörülmeye çalışılmıştır.Weibull dağılımı yardımıyla mevcut rüzgar verileri kullanılarak potansiyeliyüksek bölgeler tespit edildi.Türbin güçlerindeki değişime göre maliyet ve rotor süpürme alanlarındadeğişimin ne olduğu incelendi ve diğer bazı faktörlerde göz önüne alınarak türbin gücüolarak 600 kW seçildi. Tasarlanacak türbinin aktif stall kontrollü ve iki hızlı olmasınakarar verildi. Tasarımı yapılacak türbinin rotorundan elde edilmesi gereken gücübelirleyecek olan jeneratör ve aktarma sistemi verimleri belirlenip aerodinamik tasarımageçildi.Aerodinamik tasarımda önce rotorun genel yapısı üzerinde duruldu ve rüzgaryönünde, üç palalı bir türbinde karar kılındı. Türbinin tasarım uç hız oranı 6 olarakbelirlendi. 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 açılarıbelirlendi. Türbin geometrisi aynı kalmak kaydıyla nominal hıza ulaştığında uç hızoranı 6 değil 5 olacak şekilde çalışırsa elde edilecek yeni rotor çapı ve güç eğrisibelirlendi. 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'eyükseldi. Türbinin devir sayısında yapılan bu değişiklik ile enerji üretiminde %23 gibiönemli bir artış sağlanabileceği görüldü.Türbinin performansı ve çeşitli bölgelerde üretmesi beklenen yıllık enerjimiktarları hesaplandıktan sonra, bu yörelerde üretilecek enerjinin birim maliyetinin nedüzeyde olabileceğini bulmak için, EWEA tarafından verilen değerler 5 adet 600kW'lık türbinden oluşacak 3MW'lık bir rüzgar çiftliği üzerinde kullanıldı. Elde edilensonuçlara göre potansiyel olarak ele alınan yörelerde elektrik enerjisi üretiminin birimmaliyetinin 2,8-5,1 cent/kWh arasında değişeceği görüldü.2007, 134 Sayfa.Anahtar Kelimeler : Enerji, rüzgar türbini, profil, uç hız oranı, güç katsayısı.

Özet (Çeviri)

SUMMARYMaster of Science ThesisDesigning the Wind Turbine forElectricity Necessity of HouseGökhan EmniyetliTrakya UniversityInstitute of ScienceÇorlu Faculty of EngineeringMain Department of Mechanical EngineeringThe potential areas for wind energy applications in Turkey have been researchedand optimum turbine size and type have been determined. Then the aerodynamic designof such turbine has been completed and its performance has been estimated.High potential areas for wind energy applications have been determined usingthe Weibull parametres.Comparing the cost and swept area versus turbine power for different turbinesizes association and considering some other factors, the turbine power has been set as600 kW. The turbine was decided to be designed as an active stall controlled, two-speedturbine. Generator and transmission system efficiencies, which would determine thenecessary rotor power, have been determined and aerodynamic design has beeninitiated.First step of the aerodynamic design was setting the general rotor configurationand an upwind turbine with three blades has been chosen. The design tip speed ratio ofthe turbine was chosen 6. DU airfols of Delft University have been used as bladesection airfoils. After designing the optimum blade with above-mentionedcharacteristics. Power curve and pitch angles for power control were plotted. The rotordiameter and power curve were calculated on condition that turbine geometry wouldstay exactly the same but it would run with a tip speed ratio of 5 instead of 6 at nominalvelocity. The new operation style increased the rotor diameter from 37,5m, to 44,8 mand 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 annualenergy production %23.After calculating the turbine performance and annual energy production inseveral regions. EWEA data on wind turbines and energy production costs were used inorder to calculate the unit energy production cost for a wind farm of 3 MW, whichconsists of 600 kW turbines of 5 in these sites. The results indicated that unit energyproduction 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.

Benzer Tezler

  1. Kınshasa'nın kırsal alanlarındaki evsel bazlı elektrik enerjisi ihtiyacını karşılaşmak amaçlı fotovoltaik sistemlerin konutlara entegrasyonu üzerine bir araştırma

    Study of the integration of photovoltaic systems in household to meet electrical energy needs of rural areas in Kinshasa

    ILUNGA MUKADI MARTH

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiEge Üniversitesi

    Güneş Enerjisi Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. NUMAN SABİT ÇETİN

  2. Evaluation of wastewater treatment technologies using renewable energy for dispersed settlements: Storm valley Ardesen– Camlihemsin pilot region application

    Dağınık yerleşimler için yenilenebilir enerji kullanan atıksu arıtma teknolojilerinin değerlendirilmesi: Fırtına vadisi Ardesen–Camlıhemsin pilot bölge uygulaması

    ORÇUN LEBLEBİCİ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ORHAN İNCE

  3. Bir biyogaz enerji santralinde atık ısıdan elektrik üretim sisteminin organik rankin çevrimi uygulaması ve çok kriterli optimizasyonu

    Organic rankine cycle application and multi-criteria optimization of a waste heat power generation system in a biogas power plant

    ÇAĞATAY VARIŞ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SELİN ÖZÇIRA ÖZKILIÇ

  4. Türkiye'nin değişik bölgelerinde evsel elektrik ihtiyacının güneş panelleri ile karşılanmasına yönelik model geliştirilmesi

    Developing model of electric poverty with solar cell at home in different areas of Turkey

    SELÇUK KEÇEL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2007

    EnerjiGazi Üniversitesi

    Endüstriyel Teknoloji Eğitimi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. H. GÜÇLÜ YAVUZCAN

  5. Türkiye'nin yedi coğrafi bölgesinde evsel elektrik ihtiyacının çatı üstü fotovoltaik sistemler ile karşılanmasının ekonomik analizi

    Economic analysis of production of domestic electricity by roof-top photovoltaic systems in Turkey's seven geographic regions

    AYTEN ÖZKÖK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    Enerjiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Enerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ÖNDER GÜLER