2.5 MW'lık bir rüzgar türbini kabininin değişken çevre şartlarında (Sıcaklık ve hız) termal analizi
Thermal analysis of a 2.5 MW wind turbine nacelle in variable environmental conditions (Temperature and velocity)
- Tez No: 351873
- Danışmanlar: PROF. DR. TAHİR YAVUZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Rüzgar Türbin Kabini, Termal Analiz, Rüzgar türbinleri, Wind Turbine Nacelle, Thermal Analysis, Wind turbines
- Yıl: 2012
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Başkent Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Dünyada her geçen gün enerji ihtiyacının artması yenilenebilir enerji kaynaklarından olan rüzgar türbinine olan önemi de arttırmaktadır. Dünya'da ticari olarak elektrik üretimi yapan büyük ölçekli rüzgar türbinleri incelendiğinde kanat profillerinin gelişiminin artık bir durma noktasına yaklaştığı gözlemlenebilir. Özellikle büyük ölçekli türbinlerde elektrik üretimi sırasında kabin içerisindeki güç aktarımı ve dönüşümünde büyük enerji kayıpları yaşanmaktadır. Bu enerji kayıpları sistemde ısıya dönüşmesi nedeniyle özellikle jeneratör ve redüktör yüzeylerinde çok büyük sıcaklık gradyanları oluşturmakta ve bu da artık gerilmelere neden olmaktadır. Bu artık gerilmeler hem türbin performansını düşürmekte hem de deformasyonlara neden olmaktadır. Bundan dolayı büyük çaplı türbinlerde bu ısıyı kabin içerisinden uzaklaştırmak için klima sistemleri kullanılmaktadır. 2.5 MW'lık bir rüzgar türbininde bu ısıyı sistemden uzaklaştırmak için 3 adet klima kullanılmaktadır. Kullanılan bu klimalardan ikisi eş güçtedir. Bunlardan biri jeneratörü soğuturken bir diğeri de redüktörü soğutmaktadır. Her biri ortalama 75 kW gücündedir. Diğer klima ise daha küçük ölçekli ve 15 kW gücündedir. Bu da elektriksel ekipmanlarla elektronik entegreleri soğutmaktadır. Bu tezde, yaz ve kış şartları maksimum (45°C) ve minimum (-30°C) sıcaklıkları göz önüne alınarak dış havanın etkisiyle, yetersiz kalması durumunda ise ek bir klima kullanarak kabin içerisinin uygun çalışma sıcaklıklarında kalmasının sağlanması amaçlanmıştır. Fluent 6.3.26 programıyla yapılan iki boyutlu ve üç boyutlu hesaplamalı akışkanlar dinamiği analizleri sonucunda dış havanın da yardımıyla daha az klima gücüyle sistemin uygun sıcaklıklarda çalışabileceği görülmüştür. Böylece rüzgar türbininde harcanan güç daha düşük bir seviyeye indirgendiği için türbin verimi de buna bağlı olarak artmıştır.
Özet (Çeviri)
The arise in the demand for energy in the world day by day have increased the importance of wind turbines, which are one of the renewable energy resources. When the large scale wind turbines used to generate electricity in the world commercially are investigated, it is easy to observe that the improvements on airfoil profiles have almost stopped. Especially during the electricity generation in large scale wind turbines, are experienced in high energy losses power transfer and conversion processes. Since these energy losses are converted into the heat, they create very high temperature gradients especially on the surfaces of generator and gearbox and this situation results in design stresses. These design stresses, as result as, both decrease the turbine performance and bring forth deformations. Thus, air-conditioning systems are used for chasing this heat from the nacelle in large scale wind turbines. In a 2.5 MW wind turbine, there are three air-conditioners used for chasing this heat. Two of these air-conditioners have equal power levels. While one of them is cooling the generator, the second cools the gearbox. Each of two has an average of 75 kW power. The other air-conditioner is a smaller scaled one and has 15 kW power. This one is used to cool down electrical equipments and electronic integrated circuits. In this thesis, it is aimed to provide inside the nacelle keeping in suitable operating temperatures by the effect of outside air and, if necessary, by using an additional air-conditioner considering the summer and winter conditions maximum (45°C) and minimum (-30°C) temperatures. In the light of the results obtained from the two and three dimensional CFD analyzes using Fluent 6.3.26, it is observed that the system can operate in suitable temperatures with less air-conditioner power by the help of outside air. Consequently the turbine efficiency has increased since the consumed power inside the wind turbine is reduced.
Benzer Tezler
- Rüzgar türbini konik kulesinin genetik algoritma ile optimizasyonu
Wind turbine conical tubular tower optimization by using genetic algorithm
SERDAR YILDIRIM
Yüksek Lisans
İngilizce
2008
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM ÖZKOL
- İstanbul Terkos bölgesinde kurulması planlanan bir rüzgar enerjisi santrali için enerji üretim potansiyeli, kurulum maliyeti ve geri ödeme süresinin belirlenmesi
Determination of the energy production potential, the cost analysis and the payback period for a wind power plant planned to be constructed in the Terkos region, Istanbul
YAVUZ YALÇIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. Ş. SİBEL MENTEŞ
YRD. DOÇ. DR. BURAK BARUTÇU
- Feasibility analysis for a wind power plant in Libya
Libya'daki bir rüzgar enerji santrali için fizibilite analizi
HASAN NAJI
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAtılım ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Assist. Prof. Dr. MEHMET EFE ÖZBEK
- Yüksek kapasiteli rüzgâr türbinleri için farklı kanat profillerinin had yöntemi ile incelenmesi
Investigation of different blade profiles for high-capacity wind turbines by cfd method
MOHAMED EMADELDIN ABDULHAMID AHMED DWEDAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Makine MühendisliğiKonya Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FARUK KÖSE
- Kısa süreli rüzgar tahmini için WRF model performansının analizi ve rüzgar gücü uygulamaları
Analysis of wrf model performance for short-term wind prediction and wind power applications
NİLCAN AKATAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Meteorolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMeteoroloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEVİNÇ SIRDAŞ