Savonius Rüzgâr Türbini Çevresindeki Hava Akışının Hesaplanabilir Akışkanlar Dinamiği Yöntemi İle Analizi

Öz

Bu çalışmada, savonius tipi dikey rüzgâr türbini tasarlanmış ve çevresindeki havanın hız ve basınç dağılımı sayısal olarak incelenmiştir.  Türbinin 0°, 45°, 90° ve 135°  olmak üzere dört farklı açıda konumlandırılmıştır. Her açısal konum için 3 m/s, 6 m/s ve 9 m/s rüzgâr hızı ve basınç dağılımı grafikleri elde edilmiştir. En büyük hava hızı 9 m/s (0°) için kanat çevresinde en fazla hız 21,33 m/s olarak elde edilmiştir. Tüm basınç grafikleri için en yüksek basınç 0° ve 45° de 86,36 Pa olarak tespit edilmiştir. 

Anahtar Kelimeler

• Rüzgâr enerjisi,savonius rüzgar türbini,hesaplamalı akışkanlar dinamiği

Analysis of the Airflow Around the Savonius Wind Turbine Using Computable Fluid Dynamics Method

Öz

In this paper, savonius type vertical wind turbine designed. Velocity and pressure distributions of the surrounding air are investigated numerically. The turbine is positioned at four different angles: 0°, 45°, 90° and 135°. For each angular position, velocity and pressure distribution graphs were obtained at wind speeds of 3 m/s, 6 m/s and 9 m/s. The maximum air velocity was 21.33 m/s for 9 m/s (0°). For all pressure plots the maximum pressure was determined to be 86.36 Pa at 0° and 45°.

Anahtar Kelimeler

• Wind energy,savonius wind turbine,computational fluid dynamics

Kaynakça

1. [1] Saeed M., Kim M.-H., “Airborne wind turbine shell behavior prediction under various wind conditions using strongly coupled fluid structure interaction formulation”, Energy Conversion and Management, 120(Supplement C): 217-228, (2016).
2. [2] Çakır B., Helvacı E., “Rüzgar Türbini Kanat Tasarimi ve Analizi”, Bitirme Tezi, Karabük Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mekatronik Mühendisliği, Karabük, (2016).
3. [3] Wilson R.E., Lissaman P.B.S., “Applied Aerodynamics of Wind Power Machines”, Oregon State University Press, Oregon, (1974).
4. [4] Savonius S.J., “The S- rotor and its applications”, Mechanical Engineering, 53 (5), 333-338, (1931).
5. [5] Hutter U., “Optimum Wind-Energy Conversion Systems” Annual Review of Fluid Mechanics, 9(1): 399-419, (1977).
6. [6] Menet J.L. “A double-step Savonius rotor for local production of electricity: a design study”, Renewable Energy, 29(11): 1843-1862, (2004)
7. [7] Mohamed M.H., et al. “Optimal blade shape of a modified Savonius turbine using an obstacle shielding the returning blade”, Energy Conversion and Management, 52(1): 236-242, (2011)
8. [8] Altan B.D. and Atilgan, M. “The use of a curtain design to increase the performance level of a Savonius wind rotors”, Renewable Energy, 35(4): 821-829, (2010)

9. [9] Kılıç F. “Helezonik Savonius Rüzgar Türbini İmalatı ve Denenmesi”, Yüksek Lisans, Karabük Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Makine Eğitimi Bölümü, Karabük, (2009)
10. [10] Kılıç F., Çay Y., “Helezonik Savonius Türbini İmalatı ve Deneysel Olarak İncelenmesi”, Makine Teknolojileri Elektronik Dergisi, 8(1): 79-85, (2011).
11. [11] Mahmoud N.H., El-Haroun A.A., Wahba E., Nasef M.H., “An experimental study on improvement of Savonius rotor performance” Alexandria Engineering Journal, 51(1): 19-25, (2012).
12. [12] Mohamed M.H., Janiga G., Pap E., Thévenin D., “Optimization of Savonius turbines using an obstacle shielding the returning blade” Renewable Energy, 35(11): 2618-2626, (2010).
13. [13] Mercado-Colmenero J.M., AngelRubio-Paramio M.A., Guerrero-Villarb F., Martin-Doñatea C., “A numerical and experimental study of a new Savonius wind rotor adaptation based on product design requirements” Energy Conversion and Management, 158: 210-234, (2018).
14. [14] Sharma, S., Sharma R.K., “Performance improvement of Savonius rotor using multiple quarter blades–A CFD investigation”, Energy Conversion and Management, 127: 43-54, (2016).
15. [15] Nasef, M.H., “A New Design of Savonius Wind Turbine:Numerical Study”, CFD Letters, 6(4): 144-158, (2014).