Analyses of energy, exergy and aerodynamic characteristics of horizontal axis wind turbines with economic evaluation
Yatay eksenli rüzgar türbinlerinin enerji, ekserji ve aerodinamik karakteristiklerinin analizi ile ekonomik değerlendirmesi
- Tez No: 577220
- Danışmanlar: PROF. DR. BEŞİR ŞAHİN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Çukurova Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 138
Özet
Bu çalışmada, Türkiye'nin Doğu Akdeniz Bölgesi'nde bulunan iki adet rüzgar santraline ait dört adet üç kanatlı 3 MW kapasiteli rüzgar türbininin enerji, ekserji ve ekonomik analizi ile beş adet üç kanatlı 2 MW kapasiteli rüzgar türbininin enerji ve aerodinamik karakteristik analizleri yapılmıştır. Saatlik rüzgar hızları, güç değerleri, rüzgar yönü ve sıcaklıklar gibi ölçülmüş veriler düzenlenmiştir. Çıkarılan güç, alternatör verimi, mekanik verim, hava yoğunluğu, rotor yarıçapı ve rotor diskindeki akış hızı kullanılarak bulunan eksenel indüksiyon faktörü ve rotor diskindeki akış hızı yardımıyla giriş ve çıkış rüzgar hızları tespit edilmiştir. Güç katsayısı, itme kuvveti ve itme katsayısı hesaplanmıştır. Tüm türbinler için akış indüksiyon faktörü, 5 m/s'den sonra hızla artmakta, 10 m/s'den sonra hızla azalmaktadır. Akış yönündeki rüzgar hızı yaklaşık 6 m/s olduğunda, tüm rüzgar türbinleri benzer şekilde davranmaktadır ve maksimum ekserji verimlerine sahiptirler. Maksimum 2 MW kapasiteye sahip yatay eksenli rüzgar türbininden, yıllık ortalama 8.49 m/s akış hızı altında, %30'luk bir türbin güç katsayısı ve 6.57'lik kanat ucu hız oranı ile, yıllık ortalama 672.68 kw güç elde edilmiştir. Son olarak, üretilen bir birim elektrik enerjisinin özgül maliyetini belirlemek için rüzgar türbinlerinin ekonomik analizi yapılmıştır.
Özet (Çeviri)
In this study, energy, exergy and economic analyses of three-bladed four wind turbines having rated power of 3 MW, and also analyses of energy and aerodynamic characteristics of three-bladed five wind turbines having rated power of 2 MW of two different wind turbine power plants located in Eastern Mediterranean region of Turkey were performed. The measured data such as hourly wind speeds, power values, wind direction and temperatures were arranged. Inlet and outlet wind velocities of wind turbines were found with the aid of the streamwise velocity at the rotor disc and the axial flow induction factor which were calculated using the extracted power, the alternator efficiency, the mechanical efficiency, air density, rotor radius and the streamwise velocity at the rotor disc. The power coefficient, thrust force and The thrust coefficient were determined. Flow induction factor for all turbines increases rapidly after 5 m/s and decreases rapidly after 10 m/s. When the streamwise wind velocity is nearly 6 m/s, all wind turbines behave similarly and they have maximum exergy efficiencies. The horizontal axis wind turbine having the maximum capacity of 2 MW produces an average output power of 672.68 kW for a year under the yearly average free-stream wind speed of 8.49 m/s, with a turbine power coefficient of 30% and a blade tip speed ratio of 6.57. Lastly, the economic analysis of those wind turbines was performed to define specific cost of electricity generation.
Benzer Tezler
- Rüzgar türbinlerinin sismik ve rüzgar yükleri altındaki davranışı
Behavior of wind turbines under seismic and wind loads
ELİF ALTUNSU
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ SARI
- Rüzgar enerjisi dönüşüm sistemlerinin aerodinamik kapsamı ve güç belirlenmesi analizlerinde potansiyel akım yöntemleri
Aerodynamic aspects of wind energy conversion systems and potential flow methods in performance prediction analysis
ALİ ALPER AKYÜZ
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. M. ADİL YÜKSELEN
- Bursa bölgesinde uygun rüzgar türbininin belirlenmesi
Başlık çevirisi yok
ADNAN AYDIN
Yüksek Lisans
Türkçe
1996
Makine MühendisliğiUludağ ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET KIRBIYIK
- Yatay eksenli rüzgar türbini palasının dinamik analizi
Dynamic analysis of a horizontal axis wind turbine blade
SERAP BAYTOK
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METİN ORHAN KAYA
- Investigation of the performance of horizontal-axis dual-rotor wind turbine
Yatay eksenli çift rotorlu rüzgar türbininin performansının araştırılması
HATEM ALI QUTAISH ALHARAYZEH
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Makine Mühendisliğiİstanbul Aydın ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ABBAS UĞURENVER