Farklı kanat tiplerinde savonıus rüzgar çarkı tasarımı

Abstract

Son yıllarda, kömür, doğal gaz gibi geleneksel enerji kaynaklarının tükenmeye başlaması ve artan maliyet nedeniyle enerji kaynaklarının önemi tartışma konusu haline gelmiştir. Aynı zamanda bu geleneksel enerji kaynakları, sera etkisi, ozon tabakasının incelmesi ve küresel ısınma gibi çevresel sorunlara yol açan kirliliğin oluşmasının bir nedenidir. Bu durum araştırmacıları, biyokütle, rüzgar, güneş ve su gibi çevreyi kirletmeyecek yenilenebilir enerji kaynaklarını keşfetmeye teşvik etmiştir. Bunlar arasında rüzgar enerjisi; çevre üzerinde minimum etkiye sahip, bol, ucuz ve temizdir. Bu zengin enerji kaynağını verimli kullanmak için çeşitli rüzgar türbini tasarımları geliştirilmiştir. Bu çalışmada düşük rüzgar hızlarında iyi başlangıç özelliklerine sahip Savonius rüzgar rotorunun statik performansının iyileştirilmesi amaçlanmıştır. Literatürde yapılmış olan çalışmalar dikkate alınarak klasik Savonius rüzgar çarkının tasarım parametreleri tespit edilmiştir. Rotor yüksekliğine göre hava ortamının boyutları belirlenmiştir. Rüzgar hızı 7,5 m/s seçilerek çarkların statik performansı incelenmiştir. Öncelikle b / d parametresine dayalı tasarımlar yapılmıştır. 0,207 tork katsayısı değerine ulaşılarak klasik Savonius çarkı performansına en yakın değeri verebilecek kanat tipi belirlenmiştir. İkinci adım olarak elde edilen kanat tipine benzeyen altıgen formda kanatlar tasarlanmış ve çözümlemeleri yapılmıştır. YA3 isimli tasarıma ait kanat tipinden elde edilen statik tork değerinin, klasik Savonius rüzgar çarkından elde edilen tork değerinden daha yüksek olduğu tespit edilmiştir.

In recent years, the importance of energy has become a topic of debate due to its increased cost and depletion of traditional energy sources like coal, natural gas. These traditional sources of energy have also become a reason for creating pollution that lead to environmental problems like the greenhouse effect, global warming and ozone depletion. This encouraged researchers to explore renewable energy sources such as biomass, wind, solar and water that would not pollute the environment. Among renewable energy sources, wind energy; it is abundant, cheap and clean with minimal impact on the environment. Various wind turbine designs have been developed to efficiently use this rich energy source. In this study, it is aimed to improve the static performance of Savonius rotor which has good starting characteristics at low wind speeds. The design parameters of the classic Savonius rotor have been determined by considering the studies in the literature. The dimensions of the air environment were determined according to the rotor height. Static performance of turbines was investigated by selecting wind speed 7,5 m/s. Firstly, designs based on b / d parameter were made. By reaching 0,207 of torque coefficient, the blade type which has the closest value to the classical Savonius rotor performance has been determined. As a second step, hexagonal blades similar to the blade type found before, were designed and analyzed. The static torque value obtained from the blade type of YA3 design was found to be higher than that obtained from the classic Savonius rotor.