5 MW tip-4 rüzgâr türbini elektriksel tasarımı ve şebeke gereksinim algoritmalarının geliştirilmesi


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2023

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Hakkı GÜLCÜ

Danışman: Bünyamin Tamyürek

Özet:

Dünya üzerinde enerji üretim amacıyla kısıtlı olan fosil yakıtlarının yoğun kullanımıyla artan karbon salımlarının neden olduğu küresel ısınma kritik seviyelere ulaşmıştır. Sera gazı emisyonlarının azaltılıp, yenilenebilir enerji kaynak kullanımlarının artması, küresel ısınmanın önlenmesi için yüksek öneme sahiptir. İklim değişikliğinin neden olduğu çevre felaketlerinin (orman yangınları, kuraklık vb.) günümüzdeki etkileri hissedilebilir düzeye ulaştığı için dünyada ve Türkiye’de karbon salımın azaltılması ve yenilenebilir enerji kaynaklarının arttırılmasına yönelik politikalar arttırılmıştır. Özellikle yenilenebilir enerji kaynaklarından güneş ve rüzgâr enerji santralleri için teşvik mekanizmaları oluşturulup kurulumlarının arttırılmasına yönelik kanun ve yönetmelikler düzenlenmiştir. Bu teşvik mekanizmaları ile birincil kaynak elektrik üretiminde rüzgâr türbinlerinin payının artmasına neden olmuştur. Bununla birlikte artan rüzgâr santrallerinin şebekeye doğrudan enerji aktarılması nedeniyle rüzgâr enerji santrallerinin iletim/dağıtım hatlarına bağlanması için şebeke bağlantı yönetmeliklerine uyumluluğu zorunlu hale getirilmiştir. Bu tez çalışmasının temel amacı, Türkiye'deki rüzgâr türbinlerinin şebeke bağlantı yönetmeliklerine uygun kontrol algoritmaları geliştirmektir. Bu kapsamda, 5 MW gücünde tip-4 sincap kafesli asenkron jeneratör ve tam ölçekli güç dönüştürücü konfigürasyonunun şebeke bağlantı düzenlemelerinin kontrol algoritmalarına yönelik çözümler önerilmiştir. Gerçekçi özelliklerle detaylı bir tasarım yapılarak test ve doğrulama için bir simülasyon modeli geliştirilmiştir. Geliştirilen model üzerinde tüm şebeke gereksinimleri simülasyonları gerçekleştirilerek test sonuçları sunulmuştur.

Anahtar Kelimeler : Rüzgâr türbini, tam ölçek güç dönüştürücü, yenilenebilir enerji