Rüzgar tünelindeki kanat profilinin dikey hareketinin modellenmesi

Yatay eksenli rüzgar türbinlerinde, pervane kanatlarına etkiyen kaldırma kuvvetinden yararlanılarak rüzgardan faydalı enerji elde edilir. Bunun için kanat profiline etkiyen kaldırma kuvvetinin analizi, gerek elde edilebilecek verimin belirlenmesinde ve gerekse de yatay eksenli rüzgar türbinlerinde devir sayısının aktif kontrolünde fevkalade önem taşımaktadır. Bu çalışmada, önce rüzğartünelindeki bir kanat profilinin dikey hareketinin matematik modeli oluşturulmuştur. Daha sonra da elde edilen diferansiyel denklem Matlab programı kullanılarak 4. dereceden Runge-Kutta yöntemi ile çözülüp, kanat profilinin dikey hareketi analiz edilmiştir. Ayrıca oluşturulan modelde farklı hücum açıları girilerek bir parametre çalışması yapılmıştır. Sonuçta sistemin sabit ve farklı frekanslardaki rüzgara verdiği cevap ortaya konmuştur. Kanadın anlık değişen rüzgara (dalgalanan rüzgara) verdiği cevap başlangıçta kendi doğal frekansında titreşmeye çalışması yönünde olmuştur. Fakat sonunda hem kendi doğal frekansından hem de dalgalanan rüzgarın frekansından daha küçük bir frekansta set olmuştur.

In the horizontal axis wind turbine, useful energy is gotten from the wind using lift force which affect propeller blade. Therefore analysis of the lift force which affect propeller blade is very important for both obtaining the efficieny and active control of revoluatjon speed. In this study, the mathematic model of vertical motion of the blade profile was first found. After that obtained differantial equation was solved using Matlab with fourth order Runge Kutta method and the vertical motion of blade profile is analyzed. Lastly a parameter work is done by changing the attack angle. Finally, the system results at constant and different wind frequency are obtained. Initially, blade vibrated with the natural frequency at the variable wind speed. But eventually, the system set at a lower frequency than both natural frequency and wind frequency.

___

1.Özdamar A., M. G. Kavas, "Rüzgar Türbini Pervanesi Dizaynı Üzerine Bir Araştırma", Erciyes Üniv. Güneş Günü Sempozyumu '99 Bildiri Kitabı, 27 Haziran, 1-999.

2."Wind Energy Information Brochure", German Wind Energy Institute, DEWI, June 30th, 1998.

3.Hickok F., "Handbook of Solar an Wind Energy", Cahners specia report, 1975.

4.Spera D. A., "Wind Turbine Technology", ASME Press, New York, 1994, 215-287

5.Hau E., "Windkraftanlagen", B. G. Toubner verlag, Stuttgart, 1996, 120-151

6.Chuen-Yen Chow, "An Introduction to Computational Fluid Mechanics", John Wiley & Sons.

7.Canbazoğlu S., Onat C., "Türkiye'nin Rüzgar Enerjisi Potansiyeli ve Malatya İli îçin Bir Rüzgar Türbini Pervanesi Dizaynı", Kayseri III. Havacılık Sempozyumu, 10-12 Mayıs 2000, Kayseri.