Üç kanatlı dikey eksenli rüzgar türbin performansının sayısal incelenmesi
Numerical investigation for the performance of vertical axis wind turbine with three blades
Yazar: SEMİH AKSOY
Danışman: PROF. DR. SELAHADDİN ORHAN AKANSU
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Günümüzde birçok ülkede hala doğalgaz, kömür ve petrol kullanımı sıklık göstermektedir. Fakat fosil yakıtlar olarak adlandırdığımız bu kaynaklar yenilenebilir özelliğe sahip değildir. Ayrıca fosil yakıtlar çürüyen bitkiler ve hayvanların etkileşiminden oluşmaktadır. Özellikle fosil yakıtların oluşması uzun bir zaman dilimi almasına karşılık tüketilmeleri çok kısa bir süreyi kapsamasından ötürü tükenme ihtimalleri oldukça fazladır. Bu kaynakların bir gün tükenme olasılığı vardır ve rezervleri azaldıkça da fiyatı yükselmektedir. Fiyatlarının sürekli artması bir yana, çevreye vermiş oldukları zararlar da önemli ölçüde artmaktadır. İşte bütün bu nedenlerden ötürü, yenilenebilir enerji kaynakları günümüzde daha da değerlenmektedir.
Dikey eksenli türbinlerde, rüzgar türbin alanının belirli bir bölgesini bir tarafa döndürmeye çalışırken, diğer bir alanını da ters yönde döndürmeye zorlar. Bu ters yönde döndürmeye çalıştığı bölgede negatif tork bölgesi oluşmaktadır. Bu durum hem ilk hareketi zorlaştırmakta hem de özellikle yüksek rüzgar hızlarında türbinin verimli çalışmasını önlemektedir. Bu çalışmada dikey eksenli rüzgar türbini için 3 farklı kanat tipinde, bahsedilen negatif tork bölgesi önüne farklı geometrilerdeki rüzgar düzenleyicileri konumlandırılarak verimin iyileştirilmesi için sayısal akışkanlar dinamiği programı kullanılarak analizler yapılmıştır. Daha sonra uygun geometrideki rüzgar düzenleyicisi, yapılan analizler sonucu belirlenmiş ve ayrıca bu rüzgar düzenleyicilerinin türbin önündeki verimi iyileştirebilecek uygun pozisyonları da saptanmıştır. Bu yüksek lisans tezi TÜBİTAK 1003 Öncelikli Alanlar Ar-Ge Projeleri Destekleme Programı tarafından 315M478 kodlu proje ile desteklenmiştir.

Abstract:
Today, the use of natural gas, coal and petroleum is still common in many countries. 
But these resources, which are called fossil fuels, are not renewable. 
In addition, fossil fuels are made up of the interaction of decaying plants and animals. 
Particularly, fossil fuels are very likely to run out due to the fact that their consumption takes a very short period of time even though it takes a long time to form. These resources are likely to run out one day, and their prices are rising as their reserves decrease. Aside from the constant increase in prices, the damage to the environment is also increasing considerably. Because of all these reasons, renewable energy sources are even more appreciated today.
In vertical axis turbines, while the wind tries to rotate a certain area of the turbine field to one side, it also forces the other field to rotate in the opposite direction. The negative torque zone is formed in this reverse direction area that the wind are trying to rotate turbine. This makes both the first movement difficult and prevents the efficient operation of the turbine, especially, at high wind speeds. In this study, for the vertical axis wind turbine, 3 different blade types were analyzed using numerical fluids dynamics program in order to improve efficiency by positioning the wind regulators in different geometries in front of the mentioned negative torque region. Then the appropriate geometry of the wind regulator were determined with analyzes and also the appropriate positions in front of the turbine, where the wind regulators can improve efficiency, have also been identified. This master thesis is supported by TUBITAK 1003 preferential sections Research-Development Supporting Projects Programme with project whose code is 315M478.