Darrieus dikey eksenli rüzgâr türbinin sayısal ve deneysel araştırılması, tasarlanması ve üretilmesi
Numerical and experimental investigation, desigining and manufacturing of a vertical axis darrieus wind turbine
Yazar: TOYGUN DAĞDEVİR
Danışman: PROF. DR. SELAHADDİN ORHAN AKANSU
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Enerji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Dikey eksenli rüzgar türbini = Vertical axis wind turbine

Özet:
Dünya üzerinde fosil yakıtların giderek azalması, ülkeleri yeni ve yenilenebilir enerji kaynakları arayışı içine girmesini sağlamıştır. Yenilenebilir enerji kaynakları arasında rüzgâr, doğada bol bulunması, temiz enerji kaynağı olması, bedava olması ve en önemlisi CO2 emisyonu olmayan enerji olması ile tercih unsuru olmuştur. Rüzgâr enerjisi, rüzgâr türbinleri vasıtasıyla kullanılabilecek enerji türlerine çevrilmektedir. Rüzgâr türbinleri ise kendi aralarında dikey ve yatay eksenli olmalarına göre sınıflandırılmaktadır.
Bu çalışmada, ilk olarak dikey eksenli bir Darrieus rüzgâr türbini için farklı kanat profilleri sayısal olarak incelenmiş ve sayısal çalışmada kullanılan yöntemin doğruluğunu göstermek için uluslararası bir dergide yayınlanmış olan bir makale ile doğruluğu sağlanmıştır. Aynı sayısal metot ile farklı kanat profilleri incelenerek deneyleri yapılacak kanat profilleri seçilmiştir. Kanat profilleri belirlendikten sonra rüzgâr tünelinde denenmek üzere türbin modelleri üretildi. Bu türbin modellerinde hücum açısı ve değişken kesitli kanat profillerinin kombinasyonları denenmiştir. Kanat, bağlantı elemanları ve türbinin bütün mekanik özellikleri tasarlandı ve yapısal statik analizi ile dayanıklılığı analiz edildikten sonra üretimine geçildi. Elektronik kart tasarımı ile frenleme ve optimum güç elde edebilmesi sağlandı ve yeterli rüzgâr alan bir bölgeye kurulumu yapıldı. Bu yüksek lisans tezi Bilim, Sanayi ve Teknoloji Bakanlığı tarafından SAN-TEZ projesi ile desteklenmiştir.

Abstract:
Consuming of fossil fuels all around the world has made the countries search for new and renewable energy sources. Among the renewable energy sources, wind energy is much more preferred because of its existence in the nature, being clean, cheap and most important and not having CO2 emission. Wind energy can be converted to any consumable energy by means of wind turbines. Wind turbines are classified in two categories: vertical axis and horizontal axis.
In this study, different airfoils have been examined for a vertical axis Darrieus wind turbine and to demonstrate that numerical methodology of the study is valid, it was validated with a paper published in an international journal. The airfoils which will be carried out in experimental study were chosen by using same numerical methodology. After the airfoil was determined, turbine models were produced to examine in a wind tunnel, and other physical features were determined. Combinations of angle of attack and variable cross-sectional profiles were tried on these models.  Blades, connectors and all mechanics features of the turbine were designed and after strength of the turbine were analyzed with structure analyze program, they were manufactured. Optimum power and braking system were provided with electronic card design and the turbine established in an area which has enough wind. This master thesis is supported with SAN-TEZ project by Minister of Science, Industry and Technology.