Darrieus tipi rüzgar türbini tasarımı
Design of Darrieus type wind turbine
Yazar: ONUR ŞAMDAN
Danışman: DOÇ. DR. ALPASLAN TURGUT
Dokuz Eylül Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Enerji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Enerji = Energy ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Dikey eksenli rüzgar türbini = Vertical axis wind turbine

Özet:
Artan enerji kullanımı nedeniyle yenilenebilir enerji kaynaklarına olan ilgi her geçen gün artmaktadır. Türkiye rüzgar enerjisi açısından çok verimli topraklara sahip bir ülkedir. Bu nedenle son yıllarda rüzgar enerjisine olan yatırımlar artmıştır. Rüzgar enerjisi yatırımlarında çoğunlukla yatay rüzgar türbinleri tercih edilmektedir.

Şehir merkezleri incelendiginde rüzgar akışının türbülanslı ve rüzgar yönünün sık sık degiştiği gözlemlenmektedir. Bu nedenle yatay rüzgar türbinleri şehir içerisinde istenilen performansı gösteremezler. Ancak dikey rüzgar türbinleri her yönden gelen rüzgar ile dönebildikleri, türbülansı hava koşullarına dayanıklı olmaları ve sessiz çalışmalarından dolayı şehir içi kullanımlarında yatay eksenlilere göre çok daha avantajlıdır. Yatayların, hakim rüzgar yönünde dikey eksenlilere göre daha verimli olduğu belirlendikten sonra dikey eksenli rüzgar türbinlerinin gelişimi yavaşlamıştır. Günümüzde, yatay rüzgar türbinlerinin araştırılması ve geliştirilmesinde belirli bir doygunluğa ulaşılmıştır. Bu nedenle son on yılda dikey eksenli rüzgar türbinleri üzerine yapılan araştırmaların ve bilimsel yayınların giderek arttığı gözlemlenmektedir. 

 Bu çalışmada, şehir içindeki rüzgar potansiyelinden faydalanmak üzere her yönden gelen rüzgar ile dönüş saglayabilen Darrieus tipi rüzgar türbini tasarımı üzerinde durulmuştur. Çalışmada, öncelikle Türkiye'nin enerji görünümü hakkında bilgiler sunulmuş, ardından dikey eksenli rüzgar türbinleri hakkında bilgiler verilmiş ve türbin üzerine etkiyen kuvvetler teorik olarak açıklanmıştır. Yapılan ön araştırmalardan sonra literatürde Darrieus tipi olarak adlandırılan dikey eksenli rüzgar türbinlerinin tasarım kriterleri hakkında detaylı bilgiye sahip olunmuştur. Belirlenen tasarım kriterleri ile 3 kilowatt kapasiteli Darrieus tipi rüzgar türbini tasarımı yapılmış ve imal edilmiştir.

Abstract:
Interest in the renewable energy sources is increasing day by day due to the increment of the energy consumption. Turkey has high potential lands for wind energy. Therefore, investments in wind energy has increased in recent years. For wind energy investments, mostly horizontal wind turbines are preffered.

Consdering the wind potential in city centres, generally it is observed that, the turbulence and wind direction of the wind flow change frequently. Therefore, horizontal wind turbines cannot show the desired performance, in the city centers. However, due to rotatable with the wind coming from all directions, resistant to air turbulence and silence of the rotation, vertical axis wind turbines have much more advantages than the horizontal wind turbines in urban use. Once it was shown that the predominant wind direction is more efficient for horizontal wind turbines than the vertical ones, the development of vertical axis wind turbines have been slowed down. Research and development of horizontal wind turbines has almost reached the saturation. For this reason, vertical axis wind turbine's research and scientific publications are increasing gradually in the last decade. 

This study focused on the Darrieus type of wind turbine because of the ability of rotatable with the wind coming from all directions for benefit from the wind potential in the cities. Firstly, information on the energy outlook in Turkey is presented, after that information on the vertical axis wind turbines is provided and forces acting on the turbine are described theoretically. After the preliminary investigation, knowledge of the detailed design criteria has acquired for vertical axis wind turbine. 3 kilowatt capacity Darrieus-type wind turbine is designed and made with the specified design criteria.