Bir Savonius Rüzgar Türbininin Performansının Sayısal İncelenmesi Ve İyileştirilmesi


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2015

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: İzzet ŞAHİN

Danışman: ADEM ACIR

Özet:

Bu çalışmada rüzgar enerjisinden yararlanmak için kullanılan düşey rüzgar türbinlerinden olan Savonius rüzgar türbini analizi yapılmış olup performansını artırmaya yönelik yeni tasarımlar incelenmiştir. Klasik Savonius türbini üzerinde yapılan bir deneysel çalışma referans alınmış ve Savonius rüzgar türbininin sayısal analizi FLUENT bilgisayar programı kullanılarak yapılmıştır. Sayısal olarak yapılan çalışma referans değerler ile doğrulanmış ve daha sonra yeni tasarımlar yapılmış ve sayısal olarak bu tasarımların etkisi incelenmiştir. Yapılan bu tasarımlar da rüzgar türbini performansını iyileştirmek için klasik Savonius türbin etrafına 6 ve 8 adet yönlendirici plakalar yerleştirilmiştir. Yönlendirici levhanın adet, uzunluk ve konumunun değişimi ile Savonius rüzgar türbininin performansı hız oranı, tork ve momentum katsayıları dikkate alınarak incelenmiştir. Savonius rüzgar türbinin performansının klasik Savonius rüzgar türbinine nazaran arttığı tespit edilmiştir. Yeni tasarımlarda 6 ve 8 adet yönlendirici plakaların 30° yerleşim konumlarına göre performansa etkisi karşılaştırılmış ve 6 adet yönlendirici kullanılan yeni tasarımın daha iyi performans gösterdiği tespit edilmiştir. Ayrıca, 6 adet yönlendirici kullanılan türbinde levhaların açısal konumlarının (20° ve 30°) ve boyutlarının (L=90 mm ve 150 mm) etkisi incelenmiştir. 30° lik açısal konumunda ve 150 mm'lik boyutta daha fazla performans gösterdiği belirlenmiştir. Ancak, Savonius türbin çapının yaklaşık 1/4 üne karşılık gelen 90 mm'lik levha uzunluğunun üretim maliyet açısından daha uygun olduğu düşünülmüştür. Sonuç olarak, yeni tasarlanmış Savonius türbinin, klasik türbine göre güç katsayısında ortalama % 30 değerinde artış tespit edilmiştir. Ayrıca, yeni tasarımda statik tork ve dinamik tork katsayılarında da artışlar görülmüştür.