Tez detayları

Aerodynamic optimization of diffuser for horizontal axis wind turbine = Yatay eksenli rüzgar türbini için difüzörün aerodinamik optimizasyonu

Yazarlar:

Doğru, Şafak

Yayıncı:

Yıldız Teknik Üniversitesi

Ana Başlıklar:

Hidrolik mühendisliği | Mühendislik ve uygulamalı operasyonlar

Belge Tipi:

Tezler

Program Tipi:

Yüksek Lisans

Yayın Tarihi:

12/2018

Belge Dili:

İngilizce

Document ID (Org No.):

2000247676

Anahtar sözcükler:

Makina Mühendisliği

Özet

Energy costs are increasing, and environmental pollution is becoming more and moreserious all over the world. Consequently, there has been a trend towards renewableenergy sources. The use of wind energy, which is a renewable energy source, hasgained more importance in recent years. As a result, wind turbine systems, one ofthe wind power electricity generation techniques, have evolved rapidly in the last fewdecades. This research focused on improving the performance of an experimentallyvalidated conventional three blade horizontal axis wind turbine with an optimumdiffuser. In order to understand performance augmentation effects of a diffuser onthe wind turbine, the effects of the diffuser shape on the increased wind speed and flow uniformity just around the turbine rotor were investigated by computational fluid dynamics (CFD) analyses. The diffuser is shaped based on GOE431 airfoil. The numerical results have shown that flow uniformity and the wind speed through the diffuser was greatly influenced by the chord length and angle of attack of the airfoil used. The design of diffuser is investigated with the response surface optimization method for maximum wind speed with good flow uniformity around the rotor. In this study, an optimum diffuser augmented wind turbine with power coefficient well beyond the Betz Limit has been developed for a conventional horizontal axis wind turbine with a rotor diameter of 0.90 m.

Enerji maliyetleri artmakta ve tüm dünyada çevre kirliliği giderek daha ciddi hale gelmektedir. Buna bağlı olarak, yenilenebilir enerji kaynaklarının daha fazla kullanımına başlanmıştır. Yenilenebilir bir enerji kaynağı biri olan rüzgar enerjisinin kullanımı son yıllarda daha fazla önem kazanmıştır. Sonuç olarak, rüzgar enerjisi elektrik üretim tekniklerinden biri olan rüzgar türbini sistemleri, son yıllarda hızla gelişmiştir. Bu araştırmada, deneysel olarak test edilmiş geleneksel üç kanatlıyatay eksenli rüzgar türbininin optimum bir difüzörle performansını arttırmak amaçlanmıştır. Bir difüzörün rüzgar türbini üzerindeki performans artırma etkilerini anlamak için, difüzör şeklinin türbin rotorunun etrafındaki yüksek rüzgar hızı ve akış üniformluğu üzerindeki etkileri hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) analizleriyle incelenmiştir. Difüzör GOE431 kanadına göre şekillendirilmiştir. Sayısal sonuçlar, akış üniformluğunun ve difüzör içerisindeki rüzgar hızının, kullanılan kanat kiriş kord uzunluğu ve hücum açısından büyük ölçüde etkilendiğini göstermiştir. Difüzör tasarımı, rotor çevresinde iyi akış homojenliği ile maksimum rüzgar hızı için amaçyüzey optimizasyon yöntemi ile incelenmiştir. Bu çalışmada, 0,90 m'lik bir rotor çapına sahip geleneksel bir yatay eksenli rüzgar türbini için Betz sınırının çok ötesinde bir güç katsayısına sahip difüzörlü rüzgar türbini geliştirilmiştir.

Tez detayları

Aerodynamic optimization of diffuser for horizontal axis wind turbine = Yatay eksenli rüzgar türbini için difüzörün aerodinamik optimizasyonu

Yazarlar: Doğru, Şafak

Yayıncı: Yıldız Teknik Üniversitesi

Ana Başlıklar: Hidrolik mühendisliği | Mühendislik ve uygulamalı operasyonlar

Belge Tipi: Tezler

Program Tipi: Yüksek Lisans

Yayın Tarihi: 12/2018

Belge Dili: İngilizce

Document ID (Org No.): 2000247676