Research Article

Taguchi Yöntemiyle Sağlamlık Oranının Dikey Eksenli Rüzgâr Türbini Performansına Olan Etkisinin Sayısal Olarak İncelenmesi

Volume: 4 Number: 2 December 26, 2023
EN TR

Taguchi Yöntemiyle Sağlamlık Oranının Dikey Eksenli Rüzgâr Türbini Performansına Olan Etkisinin Sayısal Olarak İncelenmesi

Öz

Son dönemde, Dikey Eksenli Rüzgâr türbinlerinin (DERT) kullanımı kentsel alan uygulamalarında artmasından dolayı, DERT performansının geliştirilmesi üzerine pasif kontrol çalışmaları yaygınlaşmaktadır. Bu çalışmada, DERT’in güç katsayısı (CP) performansını geliştirmek için sağlamlık oranı optimizasyonu gerçekleştirmiştir. Optimizasyon, Taguchi metodu sayesinde elde edilmiştir. Türbin kanat sayısı (N), türbin kanadı veter uzunluğu (v), türbin çapını (D) içeren 3 kontrol faktörü ile çalışmalar yürütülmüştür. Belirlenen faktörler ile L9 (33) ortogonal dizisi dizayn edilmiştir. Tüm modeller 2.62 kanat uç hız oranı (λ) ile hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) kullanılarak elde edilmiştir. Varyant analizi (ANOVA) yöntemiyle her bir kontrol faktörünün performansa olan katkı miktarları elde edilmiştir. Daha sonra Regresyon analiziyle, kontrol faktörlerini içeren lineer denklem oluşturularak, DERT’in tahmini CP değerleri geliştirilmiştir. Sonuçlarda, sistem performansının optimal olmasını sağlayan parametre konfigürasyon N=2, v=60 mm, D=1.2 m, olarak elde edilmiştir. Optimal modelin CP değeri, geleneksel DERT’e göre %9.96 daha yüksek olduğu tespit edilmiştir. ANOVA yöntemiyle parametrelerin DERT’in CP’ye olan katkı sıralaması D>N>v olarak elde edilmiştir. Bu sonuçlara, göre D parametresi, %62.11 ile en majör etkiyi, v parametresi ise %1.73 ile en az etkiyi sağlamıştır. Doğrulama testi ile regresyon analizinden (RA) elde edilen tahmini sonuçların, nümerik sonuçlar ile oldukça uyumlu olduğu gözlemlenmiştir.

Anahtar Kelimeler

References

  1. Abu-El-Yazied T.G., Ali A.M., Al-Ajmi M.S, Hassan M.I., Effect of number of blades and blade chord length on the performance of Darrieus wind turbine. Journal of Mechanical Engineering and Automation 2(1), 16-25, 2015.
  2. Athreya S., Venkatesh Y.D., Application of taguchi method for optimization of process parameters in improving the surface roughness of lathe facing operation. International Refereed Journal of Engineering and Science (IRJES) 1(3), 9-13, 2012.
  3. Balduzzi F., Bianchini A., Maleci R., Ferrara G., Ferrari L., Critical issues in the CFD simulation of darrieus wind turbines. Renewable Energy 85, 419-435, 2016.
  4. Bedon G., Castelli M.R., Benini E., Evaluation of the effect of rotor solidity on the performance of a H-Darrieus turbine adopting a blade element-momentum algorithm. World Academy of Science, Engineering and Technology International Journal of Aerospace and Mechanical Engineering 6(9), 1989-1194, 2012.
  5. Bhutta M.M.A, Hayat N., Farooq A.U., Ali Z., Jamil S.R., Hussain Z. Vertical Axis Wind Turbine – A Review of Various Configurations and Design Techniques. Renewable and Sustainable Energy Reviews 16(4), 1926-1939, 2012.
  6. Castelli M.R., Betta S.D., Benini E., Effect of blade number on a straight-bladed Vertical-Axis Darreius wind turbine. World Academy of Science, Engineering and Technology 61, 305-11, 2012.
  7. Castelli M.R., Englaro A., Benini E., The Darrieus wind turbine: Proposal for a new performance prediction model based on CFD. Energy 36(8), 4919-4934, 2011.
  8. Chen W.H., Chen C.Y., Huang C.Y., Hwang C.J., Power output analysis and optimization of two straight-bladed vertical-axis wind turbines. Applied Energy 185, 223-232, 2017.

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Mechanical Engineering

Journal Section

Research Article

Early Pub Date

December 25, 2023

Publication Date

December 26, 2023

Submission Date

May 11, 2023

Acceptance Date

July 25, 2023

Published in Issue

Year 2023 Volume: 4 Number: 2

APA
Tanürün, H. E. (2023). Taguchi Yöntemiyle Sağlamlık Oranının Dikey Eksenli Rüzgâr Türbini Performansına Olan Etkisinin Sayısal Olarak İncelenmesi. Journal of Materials and Mechatronics: A, 4(2), 355-372. https://doi.org/10.55546/jmm.1295748
AMA
1.Tanürün HE. Taguchi Yöntemiyle Sağlamlık Oranının Dikey Eksenli Rüzgâr Türbini Performansına Olan Etkisinin Sayısal Olarak İncelenmesi. J. Mater. Mechat. A. 2023;4(2):355-372. doi:10.55546/jmm.1295748
Chicago
Tanürün, Himmet Erdi. 2023. “Taguchi Yöntemiyle Sağlamlık Oranının Dikey Eksenli Rüzgâr Türbini Performansına Olan Etkisinin Sayısal Olarak İncelenmesi”. Journal of Materials and Mechatronics: A 4 (2): 355-72. https://doi.org/10.55546/jmm.1295748.
EndNote
Tanürün HE (December 1, 2023) Taguchi Yöntemiyle Sağlamlık Oranının Dikey Eksenli Rüzgâr Türbini Performansına Olan Etkisinin Sayısal Olarak İncelenmesi. Journal of Materials and Mechatronics: A 4 2 355–372.
IEEE
[1]H. E. Tanürün, “Taguchi Yöntemiyle Sağlamlık Oranının Dikey Eksenli Rüzgâr Türbini Performansına Olan Etkisinin Sayısal Olarak İncelenmesi”, J. Mater. Mechat. A, vol. 4, no. 2, pp. 355–372, Dec. 2023, doi: 10.55546/jmm.1295748.
ISNAD
Tanürün, Himmet Erdi. “Taguchi Yöntemiyle Sağlamlık Oranının Dikey Eksenli Rüzgâr Türbini Performansına Olan Etkisinin Sayısal Olarak İncelenmesi”. Journal of Materials and Mechatronics: A 4/2 (December 1, 2023): 355-372. https://doi.org/10.55546/jmm.1295748.
JAMA
1.Tanürün HE. Taguchi Yöntemiyle Sağlamlık Oranının Dikey Eksenli Rüzgâr Türbini Performansına Olan Etkisinin Sayısal Olarak İncelenmesi. J. Mater. Mechat. A. 2023;4:355–372.
MLA
Tanürün, Himmet Erdi. “Taguchi Yöntemiyle Sağlamlık Oranının Dikey Eksenli Rüzgâr Türbini Performansına Olan Etkisinin Sayısal Olarak İncelenmesi”. Journal of Materials and Mechatronics: A, vol. 4, no. 2, Dec. 2023, pp. 355-72, doi:10.55546/jmm.1295748.
Vancouver
1.Himmet Erdi Tanürün. Taguchi Yöntemiyle Sağlamlık Oranının Dikey Eksenli Rüzgâr Türbini Performansına Olan Etkisinin Sayısal Olarak İncelenmesi. J. Mater. Mechat. A. 2023 Dec. 1;4(2):355-72. doi:10.55546/jmm.1295748

Cited By