Yatay Eksenli Bir Rüzgâr Türbin Kanat Dizaynı
Abstract
Rüzgar türbinlerinin verimli olarak çalışmasında türbin kanatlarının
optimum dizaynı önemli bir faktördür. Bu çalışmada, sonlu elemanlar metodu
kullanılarak bir rüzgâr türbin kanadının gerilme analizi yapılmıştır. İlk
olarak 13,02 m yarıçapında 150kw gücündeki bir rüzgâr türbin kanadının
geometrisi belirlenmiş ve kanat profili olarak NACA-4418 profili seçilmiştir.
Daha sonra maksimum güç ilkesinden hareketle rotor devir sayısı bulunarak,
kanat kök-veteri ile uç-veteri arasındaki burulma açısı belirlenmiştir.
Geometrisi belirlenmiş olan yapı dörtgen ve üçgen kabuk elemanlar ile sonlu
elemanlara bölünmüştür. Sonlu elemanlar ile modellenen bir rüzgâr türbini kanat
yüzeyindeki basınç katsayıları Vortex-Lattice metodu ile elde edilmiştir. Sonlu
elemanlar ile yapı analizi için sınır şartları ve malzeme özellikleri
belirlenerek veri dosyası hazırlanmıştır. Hazırlanan veri dosyası kullanılarak
bilgisayar programı yardımıyla yapı üzerindeki elemanlarda gerilmeler
bulunmuştur. Daha sonra ise elde edilen gerilmelere uygun olarak yapının
gerilme renklendirmesi yapılmıştır.
Keywords
References
- Abboot, H. I., and Doenhoff, A. E. (1949). Theory of Wing Sections, McGraw Hill, New York.
- Bayrakçı H. C. (2007). Delikanlı K., Türkiye’de Rüzgar Enerjisi ve Potansiyel Belirleme Çalışmaları, Mühendis ve Makine Cilt 48, Sayı 569, 78-80 s.
- Bechly M. E., Clausen P. D. (1997). Structural Design of a Composite Wind Turbine Blade Using Finite Element Analysis, Computer and Structure, 63, (3), 639-646.
- Cox K., Echtermeyer A. (2012). Structural Design and Analysis of a 10 MW Wind Turbine Blade, Energy Procedia, 24, 194-201. Hameed M. S., Afag S. K. (2013). Design and Analysis of a Straigth Bladed Vertical Axis Wind Turbine Blade using Analytical and numerical techniques, Ocean Engineering, 57, 248-255.
- El-Chazly N. M. (1993). Static and Dynamic Analysis of Wind Turbine Blades Using The Finite Element Method, Computer and Structure, 1993, 48, (2) 273-290.
- Goeij W. C., Tooren M. J. L., Beukers A. (1999). Implementation of Bending-Torsion Coupling in the Design of a Wind Turbine Rotor Blade, Applied Energy, 63, 191-207.
- Mecitoğlu Z. (1988). Takviyeli Dairesel Silindirik Kabuk Yapıların Serbest Titreşimlerinin İncelenmesi, Doktora Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi, İstanbul.
- Onat C., Kepçeler T., Orgül B. O. (2004). Rüzgar Türbini Kanatlarının Katı Modellemesi, Mühendis ve Makine Cilt 45, Sayı 533, 41-47 s.
- Tekeli M. (1993). Bir Rüzgar Türbin Palasının Yapı Analizi, Yüksek Lisans Tezi, Marmara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
- Tekeli M. (2015). Stress Analysis of a Wind Turbine Blade Loaded with Static Load, 1nd International Conference on Science, Ecology and Technology, Iconsete, Vienna, Austria, 205.