Energy interaction of vertical axis wind turbines working in pairs
Eşli çalışan düşey eksenli rüzgâr türbinlerinin enerji etkileşimi
- Tez No: 797514
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ZİYA HAKTAN KARADENİZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Energy
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Enerji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 66
Özet
Rüzgar türbinlerinin birbirlerine göre pozisyonu, türbin performansı açısından önemlidir. Literatürdeki deney ve hesaplamalı akışkanlar dinamiği simülasyon çalışmalarında; Düşey Eksenli Rüzgâr Türbinlerin (DERT), birim yerleşim alanı başına Yatay Eksenli Rüzgâr Türbinlerine (YERT) göre daha verimli olduğu görülmüş ve eş çalışan DERT'lerin performansında ciddi artış gözlemlenmiştir. Bu tezde, H-tipi, eş çalışan, DERT'lerin hesaplamalı akışkanlar dinamiği simülasyonları yapılarak, türbinler arası enerji etkileşimi incelenmiştir. Yapılan akışkanlar dinamiği simülasyonlarını doğrulamak için tek kanatlı, tek çalışan DERT, literatürdeki çalışmalar referans alınarak modellenmiş ve farklı parametrelerde hesaplamalı akışkanlar dinamiği simülasyonları yapılmıştır. Ağdan bağımsızlık çalışmasında 4 farklı ağ yapısı kullanılarak, elde edilen sonuçlar referans çalışmayla karşılaştırılmış ve %14'e kadar sapma gözlenmiştir. Yapılan zamandan bağımsızlık çalışmasında ise 0.25 ve 0.5 derece dönüş açı artırımına karşılık gelen zaman adımları seçilerek, elde edilen sonuçlar karşılaştırılmış ve iki zaman adımı arasında %15'e kadar sapma gözlenmiştir. Tek, çift ve üç kanatlı; tek çalışan DERT'ler, türbin içindeki kanat etkileşiminin türbinin performansına olan etkisini incelemek için birbiriyle karşılaştırılmıştır. Eş çalışan DERT'lerin birbirine olan etkisini incelemek için türbinler arası mesafeler farklı uzunluklarda (3, 4, 6, 8, 10 türbin çapı, türbin merkezinden merkezine) ve farklı uç hız oranlarında (1.7, 2.2, 3.3 ve 4.4) seçilerek, elde edilen sonuçlar, tek çalışan DERT ile karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre; tek çalışan DERT'e eklenen her bir kanat, DERT'in daha stabil çalışmasını sağlarken, yüksek uç hız oranlarında çalışan DERT'in performansını düşürmüştür. Stabil olmayan uç hız oranlarında (
Özet (Çeviri)
The position of wind turbines relative to each other is important in terms of the performance of the turbines. The experiments and CFD studies in the literature have shown that Vertical Axis Wind Turbines (VAWTs) have a higher energy production per unit of land used than Horizontal Axis Wind Turbines (HAWTs) and it is found that there is a performance improvement of the VAWTs when they are operated in pairs. In this thesis, CFD simulations of the H-type VAWTs working in pairs have been performed to investigate the energy interaction of the turbines. A standalone one-bladed VAWT was modelled based on the previous studies in the literature for the validation of the CFD methodology. Simulation parameters and simulation settings are compared with the reference study in the mesh independency analysis for four different mesh settings resulting in a deviation of up to %14, and in the time step sensitivity analysis for two different time steps corresponding to 0.25 and 0.5 degrees of azimuthal angle increments resulting in a deviation of up to %15. 1, 2, and 3 bladed stand-alone turbines are investigated to reveal the effect of the inter-turbine blade interaction on the energy output. A pair of co-rotating turbines configuration is analyzed at various Tip Speed Ratios (TSR) (1.7, 2.2, 3.3, 4.4) and at various distances between the turbines (3, 4, 6, 8, 10 diameters between axes) and compared with the standalone VAWT for each configuration. The results of CFD simulations show that adding blades to the standalone VAWT results in a more stable moment coefficient, but it also leads to a decrease in the power coefficient at high TSRs. The co-located turbines cause flow disruption for the VAWTs working in pairs operating at unstable TSRs (
Benzer Tezler
- Performance enhancement of a Darrieus type vertical axis wind turbine pair for different proximities and tip-speed ratios: An experimental analysis
Darrieus tipi düşey eksenli rüzgar türbini çiftinin farklı yakınlık ve uç hızı oranları ıçin performansının artırılması: Deneysel bir analiz
İSKENDER KÖKEY
Doktora
İngilizce
2023
EnerjiDokuz Eylül ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALPASLAN TURGUT
- Su altı akıntı türbinlerinin hesaplamalı akışkanlar dinamiği modelinin kurulması ve farklı kanat tasarımlarının performanslarının incelenmesi
CFD modelling of marine current turbines blades and performance analysis of different blades geometries and pitch angles
MUSTAFA GÖKHAN ŞANLI
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET SEDAT KABDAŞLI
- Üç kanatlı dikey eksenli rüzgar türbin performansının sayısal incelenmesi
Numerical investigation for the performance of vertical axis wind turbine with three blades
SEMİH AKSOY
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Makine MühendisliğiErciyes ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SELAHADDİN ORHAN AKANSU
- The Double output induction generator for variable speed applications
Başlık çevirisi yok
IŞIK ÇADIRCI
Yüksek Lisans
İngilizce
1988
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiDOÇ. DR. MUAMMER ERMİŞ
- Rüzgâr enerjisi uygulamaları ve savonius rüzgar türbini
Wind energy applications and savonius wind turbine
MUSTAFA YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Mühendislik BilimleriSakarya ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FETHİ HALICI