Duba (Mavna) tipi açık deniz rüzgar türbini kullanarak rüzgar potansiyelinin incelenmesi
Investigation of wind potential using a barge type offshore wind turbine
Yazar: HAMZA OZAN ŞİRİN
Danışman: PROF. DR. ABDULLAH ENGİN ÖZÇELİK
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Enerji = Energy

Özet:
Kullandığımız fosil enerji kaynaklarının azalmaya başlamasıyla, enerji fiyatlarının yükselmesiyle birlikte ve bu kaynakların çevreye verdiği zararın artması sebebiyle, insanların 20 yıldır alternatif enerji kaynakları keşfetmesine sebep olmuştur. Atmosfere bırakılan karbondioksit ve metan gazının miktarını azaltmak için alternatif enerji (güneş enerjisi, rüzgâr enerjisi, vb…) arayışına yönlenme amaçlanmıştır. Rüzgâr tarafından elektriksel güç üreten makinelere 'Rüzgâr türbini' denilmektedir. Rüzgâr türbinleri, karaya kurulan rüzgâr türbinleri (onshore) ve açık denize kurulan rüzgâr türbinleri (offshore) olmak üzere iki tip uygulaması vardır. Günümüzde diğer ülkeler (İsveç, İngiltere) ve Avrupa'da çalışır durumda 12 MW offshore rüzgâr türbini bulunmaktadır. Bu kurulu gücü Avrupa gelecek yıllarda 180MW'a çıkarmayı hedeflemektedir. Büyümenin sebebi ise açık denizlerde rüzgâr hızlarının yüksek ve devamlı olmasıdır, karadaki rüzgâr türbinlerine göre bu veriler açık deniz rüzgâr türbinlerinde daha iyidir. Günümüze kadar yapılan açık deniz rüzgâr türbini çalışmalarının genellikle yakın sahil konumlarında deniz tabanına monte edilerek yapıldığı görülmektedir. Bu rüzgâr türbinleri bazı problemlere (görüntü kirliliği, gürültü, gemi trafiği ve radarları etkileme gibi) neden olmaktadır. Bu sebeplerden dolayı son zamanlarda yürütülen rüzgâr türbini çalışmalarının yakın sahil konumundan daha uzaklara ve derin deniz konumlarına taşıma amaçlanarak yüzer platform sistemli açık deniz rüzgâr türbinleri üzerinde çalışmalar yapıldığı görülmektedir. Deniz üstü rüzgâr türbinleri 4 çeşide ayrılmaktadır. Bunlar kazık tipi, ağırlık tipi, vakumlu kova keson tipi ve yüzer tipi temellerdir. Bu temeller kendi içlerinde farklı temel tipleri olarak uygulanmaktadır. 
Bu tez çalışmamızda duba(mavna) tipi yüzer platform temelli rüzgâr türbinin Solidworks programı ile modellenmesi yapılmıştır. Yapılan rüzgâr türbini modeli için en uygun kurulum yeri belirlenmiş ve Rayleigh ve Weibull eğrileri kullanılarak tasarım maliyeti ve kurulum hesabı yapılmıştır. Seçilen bölge için hesaplamalar yapılarak uygun olan türbin modeli seçilmiştir. Tasarımı yapılan modelin Solidworks Flow Simulation programında etrafındaki hava akışı analizi yapılarak rüzgâr türbinlerinin temel üzerindeki konumları belirlenmek istenmiştir. Uygun konumlar için statik analizler yapılarak statik gerinim, statik yer değiştirme, von mises stresi değerleri elde edilmiştir. 
Sonuçlar ve öneriler kısmında analizi yapılan tasarım için türbin sayılarına göre avantaj ve dezavantaj tablosu hazırlanarak enerji verimliliği ve üretimi için uygun olan model önerilmiştir.

Abstract:
As the fossil energy resources we use have started to decrease, along with the increase in energy prices and the increase in the damage caused by these resources to the environment, people have been exploring alternative energy sources for 20 years. It is aimed to focus on the search for alternative energy (solar energy, wind energy, etc.) in order to reduce the amount of carbon dioxide and methane gas released into the atmosphere. Machines that produce electrical power by wind are called 'Wind turbines'. There are two types of applications for wind turbines: onshore wind turbines and offshore wind turbines. Today, there are 12 MW offshore wind turbines in operation in other countries (Sweden, England) and Europe. Europe aims to increase this installed capacity to 180MW in the coming years. The reason for the growth is that wind speeds in the open seas are high and continuous, and these data are better in offshore wind turbines compared to onshore wind turbines. It is seen that offshore wind turbine studies carried out to date have generally been carried out by mounting them on the seabed in close coastal locations. These wind turbines cause some problems (such as visual pollution, noise, ship traffic and affecting radars). For these reasons, it is seen that recent wind turbine studies have been carried out on offshore wind turbines with floating platform systems, with the aim of moving them from the near-shore location to further and deep sea locations. Offshore wind turbines are divided into four types. These are pile type, gravity type, vacuum bucket caisson type and floating type foundations. These foundations are applied as different foundation types within themselves.
In this thesis, the modeling of a pontoon (barge) type floating platform based wind turbine was done with the Solidworks program. The most suitable installation location for the wind turbine model was determined and design cost and installation calculations were made using Rayleigh and Weibull curves. Calculations were made for the selected region and the appropriate turbine model was selected. The air flow analysis around the designed model was performed in the Solidworks Flow Simulation program to determine the positions of the wind turbines on the foundation. Static analyses were performed for the appropriate locations and static strain, static displacement, and von Mises stress values were obtained. In the results and suggestions section, an advantage and disadvantage table was prepared according to the number of turbines for the analyzed design and a suitable model was suggested for energy efficiency and production.