Dairesel sargılı eksenel akılı senkron jeneratörün savonius rüzgar türbinine uygulaması
Savonius wind turbine application of an axial flux synchronous generator with circular winding
Yazar: MEHMET YALÇIN
Danışman: PROF. DR. FERHAT DALDABAN
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Dikey eksenli rüzgar türbini = Vertical axis wind turbine ; Senkron jeneratör = Synchronous generator

Özet:
Elektrik enerjisini, çevreyi kirletmeden temiz bir şekilde üretme çalışmaları uzun yıllardır sürmektedir. Bunun için rüzgar türbinleri tasarlanmış ve gitgide yaygınlaşmaktadır. En bilinen yöntemi yatay eksenli türbinlerdir. Her ne kadar güç katsayıları yüksek olsa da üretim ve kurulum maliyetleri yüksektir. Yatay eksenli türbinler, daha çok enerji ihtiyacı için büyük boyutlarda ve yüksekliklerde tasarlanmaktadır. Küçük enerji ihtiyacı olan yerler için ise dikey eksenli türbinler geliştirilmiştir. 
Bu çalışmada bir dikey eksenli rüzgar türbin tipi olan savonius türbin tasarımı yapılmıştır. Savonius türbinlerin kanat yapılarından dolayı başlangıç torkları yüksektir ve düşük devirlerde çalışırlar. Farklı yönlerde esen rüzgarlarda harekete geçmesini sağlamak için savonius türbinler katlı olarak tasarlanırlar. Dikey eksenli türbinlerde, jeneratör doğrudan tahrik edilir. Böylelikle kayış-kasnak veya devir sayısını artıracak bir dişli türbin sistemi gibi aktarma organlarına ihtiyaç duyulmaz ve mekanik kayıplar minimum seviyeye indirilir. Bu tez çalışmasında iki katlı bir tasarım yapılmış olup katlar arasına 90 derece fark koyulmuştur. Elektrik üretimi ise, mekanik montajı kolay olan neodyum mıknatıslı eksenel akılı senkron jeneratör tarafından sağlanmaktadır.
Tasarlanan jeneratörde nüve kullanılmadığından, nüve kayıpları oluşmaz. Jeneratörde çift rotor sistemi kullanılmakta ve sargıların hem alt hem de üst yüzünde rotor mıknatısları bulunmaktadır. Stator sargıları, karşılıklı mıknatısların oluşturduğu manyetik kuvvet çizgilerini keserek sargı bobinleri üzerinde akım indükler. Sargılar birbirleri ile yıldız bağlantı ile birleştirilmiş olup üç faz çıkışına sahiptir. Türbin ve jeneratörün her aksamı, Solidworks 3D ile tasarlanıp, laboratuvar imkanları ile üretilmiştir. Türbin ve jeneratör tasarımı ayrı bölümlerde anlatılmış, teorik benzetimleri yapılmış ve pratik ölçüm sonuçları verilmiştir.
Anahtar Kelimeler:  savonius rüzgar türbini, eksenel akılı senkron jeneratör

Abstract:
Studies on electricity generation without polluting the environment has been carried on for many years. For this, wind turbines have been designed and gradually became more abundant. The most known method for that is horizontal axis wind turbines. Eventhough their power coefficient is high their production and installation are expensive. Horizontal axis wind turbines design with greater dimentions and heights for higher energy demand. For places with  less energy demand vertical axis turbines have been designed. In this study a Savonius turbine was designed which is a type of vertical axis wind turbine. Due to their blade structure savonius turbines have a greater starting torque and they work at lower speeds. In order to provide rotation at winds from different directions they are desined storeyed. In vertical turbines generator is direct drived. Thus, they do not require belt and pulley or gearwheel to increase rotation speed so mechanical losses are minimized. In this study two layered designed has made and the angle between layers is 90 degrees. Electricity is generated by an axial flux synchronous generator with neodium magnet which is easy to setup.
Since kernel was not used in designed generator, no core loses occur. In generator, double rotor system was used and both top and bottom surfaces of windings have rotor magnets. Stator windings enduct current through windings by pushing the magnetic line of force created by opposing magnets. Wingings are star connected and have three phase output. Every part of the generator and turbine that manufactured in this study was designed with Soliworks 3D in university laboratories and by using industry means. The design of turbine and generator has explained, simulated and practical measurement results are given in different sections.
Anahtar Kelimeler:  savonius wind turbine, axial flux synchronous generator