Ceren GENÇAhmet YURTSEVEN

Rüzgar Çiftliklerinde Türbin Yerleşimlerinin Konstrüksiyon ve

İnşaya Etkisinin Nümerik İncelenmesi

2

ÖZGEÇMİŞ

Ceren GENÇ – Makine Müh.

Kocaeli Üniversitesi – cerengenc1@gmail.com

Ahmet YURTSEVEN – Yük. Gemi İnş ve Gemi Mak. Müh.

Yıldız Teknik Üniversitesi – ahmety@yildiz.edu.tr

3

GİRİŞ

• Yapmış olduğumuz bu çalışmada 4 rüzgar türbininin farklı konumlandırılmasıyla değişen 3 farklı geometri (rüzgar tarlaları) için HAD analizinden oluşmaktadır.

• Yapılan çalışmalar incelendiğinde tekil olarak rüzgar türbinlerinin kapasitelerinin artırılması kadar türbin yerleşim düzenlerinin de performansa verime büyük etkisi mevcuttur.

4

BİLGİ

• Rüzgar çiftlik dizayn faktörleri arasında en önemli faktörler türbinler arası mesafe ve görme durumlarıdır.

• Bu faktör yıllık enerji üretimi türbinlerden elde edilen güç çıktısını ve türbinin ömrünü etkilemektedir.

• Kurgulanan yerleşimlerde farklı görme durumları incelenmiştir.

5

BİLGİ

• Türbinlerin rüzgar izlerinin bir sonraki türbinlerin konstrüksiyonları üzerine önemli bir etkiye neden olmaktadır.

• Türbin gövdesi ve kaidesi için türbinlerin birbirlerine göre olan konumları önemli etkiye sahiptir.

• Bu durum direk olarak ilk yatırım maliyetlerini dolayısıyla tesis kurulumu hakkında kararları etkilemektedir.

6

GEOMETRİ

Öğe Değeri Rotor Çapı (m) 56

Devir (rpm) 18 Rotor bağlantı açısı (⁰) 0

Rüzgar hızı (m/s) 11 Kök Yüksekliği (m) 64

7

YERLEŞİMLER

• 4 türbin literatürde sıklıkla rastlanan farklı yerleşim şekillerine uygun olarak oluşturulmuştur.

• Türbinler arası mesafe bir türbin yüksekliği mesafe olarak 64 m seçilmiştir.

8

YERLEŞİMLER

9

ANALİZ – SINIR KOŞULLARI

• Dönen kısım hızı 18 rpm• Rüzgar hızı 11 m/s• Implicit Unsteady Çözüm• Sabit yoğunluklu Hava• K-epsilon Turbulans Modeli

10

ANALİZ – ÇÖZÜM AĞI

• Çözüm ağı olarak polyhedral mesh kullanılmıştır.

• Bu sayede arayüzeylerde (confortable mesh) kütle transferini daha iyi çözmek amaçlanmıştır.

• Yaklaşık olarak tüm case’lerde 1.5 milyon çözüm ağı elemanı kullanılmıştır.

• Çözüm ağı bağımsızlaştırma işlemi gerçekleştirilmiştir.

11

ANALİZ – ÇÖZÜM KOŞULLARI

• Maksimum Fiziksel zaman: 75 sn (analiz koşturulmuş)

• Zaman adımı: 0.04 sn • Inner iteration: 10 olarak belirlenmiştir.• Under relaxion – for pressure: 0.5 – for velocity: 0.2

12

ANALİZ – SONUÇLAR

Yerleşim 1 Yerleşim 2 Yerleşim 3

13

ANALİZ – SONUÇLAR

Yerleşim 1

Yerleşim 2

Yerleşim 3

14

ANALİZ – SONUÇLAR

Kule Ortalama Basıncı (Pa) Yerleşim 1 Yerleşim 2 Yerleşim 3

Türbin 1 54,5953 57,9946 57,7301 Türbin 2 45,6022 54,3585 57,0935 Türbin 3 41,9766 56,3741 56,9646 Türbin 4 41,9761 51,7521 52,4092

15

ANALİZ – SONUÇLAR

Yerleşim 1

Yerleşim 2

Yerleşim 3

16

SONUÇ

• Her 3 yerleşim düzeni incelendiğinde ilk yerleşim düzeninin kuleler üzerinde çok farklı basınç değerlerine neden olduğu görülmektedir.

• Birbirlerini tam gören türbin yerleşimlerinde akım arkasında kalan kulelerde basınç bir hayli azalmaktadır.

• Bu da o kulelerde dizayn değişiklikleriyle hem kule hem de kaide maliyetlerinde tasarruf yapılabileceği anlamına gelmektedir.

17

TEŞEKKÜRLER

• Dinlediğiniz için Teşekkürler.

• Sorularınızı lütfen yazılı olarak bildiriniz.