Geri Dön

Rüzgâr türbinlerinde kanat özelliklerinin gürültü etkileri

Noise effects of blade characteristics in wind turbines

PDF İndir

  1. Tez No: 729734
  2. Yazar: ABDULHAMID HAMDO ALAHDAB
  3. Danışmanlar: PROF. DR. ZAFER DEMİR
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Enerji, Energy
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2022
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Eskişehir Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: İleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Enerji Kaynakları ve Yönetimi Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 150

Özet

Rüzgâr enerjisi bugün dünyanın önde gelen yenilenebilir enerji kaynaklarından biridir. Rüzgâr türbini teknolojisinin hızlı gelişimi nedeniyle, rüzgâr enerjisi fosil enerjilere olası alternatiflerden biri haline gelmiştir. Bu nedenle, deniz üstü türbinleri gibi 12 megavattan fazla güç elde etmek için dev rüzgâr türbinleri inşa edilmektedir. Ancak bu türbinler temiz enerji üreterek insanlara fayda sağladığı gibi; dezavantajlara ve çevreye zarar verme potansiyeline de sahiptir. Bu çalışmanın amacı, rüzgâr türbinlerinde kanat özelliklerinin gürültü etkilerini incelemektir. Çalışmada incelenen kanadın özellikleri; aerodinamik özellikleri, burulma açısı, kanat malzemeleri, uç hız oranı, kanat şekli, kanat kalınlığı, kanat yükleri ve akıllı kanat olarak sekiz ana başlığa ayrılmıştır. Kanat özellikleri ayrı ayrı incelenip her birini gürültü ve güç üzerindeki etkileri belirlenmiştir. Sonuç olarak tüm özellikleri bir araya getirilerek geliştirilmiş bir rotor (tasarımı) önerilmiştir. Kanatlar SOLIDWORKS 2019 ortamında tasarlanmıştır. Türbin etrafındaki hava akışı koşullarını simüle etmek ve bu akışın rotor kanatları ile etkileşiminin sonuçlarını elde etmek için Ansys Fluent 2019 R3 programı kullanılmıştır. Bu çalışmada, rüzgâr türbinlerinin gürültüsünün ve bu gürültünün elektrik enerjisi üretimi üzerindeki etkilerinin anlaşılmasına yardımcı olarak hem enerji verimliliğinin artırılması hem de gürültünün azaltılması amaçlanmaktadır. Analiz sonuçları, Kore Havacılık Araştırmaları Enstitüsü'nün düşük süratli rüzgâr tünelinde yapılan NREL Phase VI rüzgâr türbininin %12 ölçekli modelinin akustik gürültü ölçümleri ile karşılaştırılmıştır. Türbin kanat özellikleri analizinin sonuçları, farklı rüzgâr hızlarında (7 m/s, 10 m/s, 13 m/s, 15 m/s, 20 m/s ve 25 m/s) gürültü ve güç ölçümleri ile karşılaştırılmıştır. Sonuçlar, 10 m/s hızında deneysel sonuçlarla en iyi uyumu göstermiştir. Ayrıca, bu çalışmada önerilen geliştirilmiş rotor sonuçları 10 m/s hızında ortalama olarak güçte %95 artış ve gürültüde %11,25 düşüş göstermiştir.

Özet (Çeviri)

Wind energy is one of the world's leading renewable energy sources today. Due to the rapid development of wind turbine technology, wind energy has become one of the possible alternatives to fossil energies. That is why giant wind turbines are being built to generate more than 12 megawatts of power, like offshore turbines. However, these turbines not only benefit people by producing clean energy; but it also has disadvantages and the potential to harm the environment. The aim of this study is to examine the noise effects of blade characteristics in wind turbines. The characteristics of the wing in this study can be divided into eight main headings: Aerodynamic properties, twist angle, blade materials, tip speed ratio, blade shape, blade thickness, blade loads and smart wing. By examining the blade characteristics separately and determining the effects on noise and power for each, an improved rotor is proposed by combining all the features. Blades were designed in SOLIDWORKS 2019 environment. Ansys Fluent 2019 R3 program was used to simulate the air flow conditions around the turbine and to obtain the results of its interaction with the rotor blades. The study is aimed to help understand the noise of wind turbines and the effects of noise on electrical energy production, and thus show the way to increase energy efficiency as well as reduce noise. The analysis results were compared with the acoustic noise measurements of the 12% scale model of the NREL Phase VI wind turbine constructed in the low-speed wind tunnel of the Korea Aviation Research Institute. The results of turbine blade characteristics analysis were compared with noise and power measurements at different wind speeds (7 m/s, 10 m/s, 13 m/s, 15 m/s, 20 m/s, 25 m/s). The results showed the best agreement with the experimental results at a speed of 10 m/s. In addition, the improved rotor results proposed in this study showed an average of 95% increase in power and 11,25% decrease in noise at 10 m/s speed.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    856996

    Aktif kontrol uygulamalarında firar kenarı emiş yüzeyi manipülasyonunun akış gürültüsü üzerindeki etkilerinin incelenmesi

    An aeroacoustic investigation into the effects of trailing edge suction surface manipulation in active control applications

    ATİLA TOKSAVUL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. BAHA ZAFER

  2. Tez No

    397995

    A comparative numerical investigation of flow around an airfoil used in offshore turbines

    Offshore türbinlerde kullanılan bir rüzgar kanadı profili üzerindeki hava akışının karşılaştırmalı numerik analizi

    SERTAÇ BULUT

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Gemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SELMA ERGİN

  3. Tez No

    213340

    Rüzgar türbini kanat malzemelerinin mekanik özelliklerinin incelenmesi

    Investigation of wind turbine blade materials' mechanical properties

    ALPER UYSAL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2008

    EnerjiYıldız Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Bölümü

    PROF. DR. AYŞEGÜL AKDOĞAN

  4. Tez No

    673046

    Doğada hızlı ve çevik hareket eden canlıların yüzey özelliklerinin rüzgâr türbini kanatlarına uygulanması ve aerodinamik performansa etkileri

    Wind turbine blade application of surface characteristics of fast and agile creatures in the nature and their effects on aerodynamic performance

    YASİN FURKAN GÖRGÜLÜ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    EnerjiKütahya Dumlupınar Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUSTAFA ARİF ÖZGÜR

  5. Tez No

    738447

    Hava araçları ve rüzgâr türbinlerinde kullanılan farklı kanat profillerinin sayısal olarak incelenmesi

    Numerical analysis of different blade profiles used in aircrafts and wind turbines

    MEHMET ALİ ÇİL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Sivil HavacılıkErciyes Üniversitesi

    Sivil Havacılık Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ CEVAHİR TARHAN

Geri Dön