Rüzgar enerjisi ve savonius rüzgar türbini

Abstract

Fosil kaynaklı yakıtların kaynağının azalmakta olma sı üzerine alternatif enerjiler üzerinde yapılan çalışmalar yoğunlaşmıştır. Bu çalışmalardan en büyük payı ise rüzgar enerjisi almaktadır. Rüzgar enerjisi kullanımının birçok çekici özellikleri vardır. Mekanik enerjiye kolayca çevrilebilmesi, kaynağının sonsuz olması, çevreye zarar vermemesi bunlardan birkaçıdır. Bunun yanında rüzgarın düzenli yoğunluk ta olmaması başlıca dezavantajıdır. Bundan dolayı enerji depolama yoluna gidilmektedir. Rüzgar enerjisi; mekanik, kimyasal, ısıl ve elektriksel yöntemlerle depolanabilmektedir. Rüzgar türbinleri, yatay eksenli ve düşey eksenli olmak üzere iki çeşittir. Yatay eksenli türbinler genellikle büyük uygulamalarda kullanılırken, düşey eksenli türbinler ( Darrieus, Filipinni, Savonius ) daha düşük güç gerektiren, genellikle kırsal uygulamalarda kullanılırlar. Savonius türbini ucuz ve basit konstrüksiyonu, rüzgarı her yönden alabilmesi, yüksek başlama torku ve düşük devir sayısı ile küçük uygulamalarda kullanılan bir tür bindir. Bu çalışmada, İ.T.ü. Makina Fakültesi ' nde bir Savonius türbini imal edilmiş ve gerekli testler yapılmıştır. Bu türbinin en büyük özelliği kompozit malzemeden imal e- dilmiş olmasıdır.

Wind Energy and Savonius Wind Turbines With increased consciousness about the limited cha racter of the fossil fuel supply, considerable attetion has been focused on utilazition of wind energy ( beside other sources ). A wind generator with simple design features and low maintenance is an economic alternative to the high initial investment cost of making electrical energy available at rural regions. Wind energy use has several attractive features. Typically, high wind regimes occur in areas with low prio rity land use classification. The energy in the wind can be easily converted to rotary mechanical energy by aero- turbines and to electrical energy by coupling generators. The collection area is perpendicular to the ground surface and except for the small area occupied by the base of the tower and the support structure, the surrounding land can be used for other purposes as long as proper precautions are taken not to interfere with the operations of the aero- turbines. Wind energy is a nonpol luting and abundant re newable resource. Before 1970, when conventional fuel prices ( hydro carbons, mainly ) were low enough. Electric power produc tion by wind energy conversion was not efficient from the economic stand point. As a result of the oil price high increase in 1970, wind energy was reconsidered as being one of the alterna tive energies; vast research programs started being orga nized with in this field. Even though the oil price decreased temporarily in further periods, the research in this field went on, since the process of wind energy conversion into electric power was not polluting. Meanwhile, the ecological problems ha ve became a priority. The use of wind energy to produce electric power has also other advantages versus the use of conventional fuels VI ÖZET Fosil kaynaklı yakıtların kaynağının azalmakta olma sı üzerine alternatif enerjiler üzerinde yapılan çalışmalar yoğunlaşmıştır. Bu çalışmalardan en büyük payı ise rüzgar enerjisi almaktadır. Rüzgar enerjisi kullanımının birçok çekici özellikleri vardır. Mekanik enerjiye kolayca çevrilebilmesi, kaynağının sonsuz olması, çevreye zarar vermemesi bunlardan birkaçıdır. Bunun yanında rüzgarın düzenli yoğunluk ta olmaması başlıca dezavantajıdır. Bundan dolayı enerji depolama yoluna gidilmektedir. Rüzgar enerjisi; mekanik, kimyasal, ısıl ve elektriksel yöntemlerle depolanabilmektedir. Rüzgar türbinleri, yatay eksenli ve düşey eksenli olmak üzere iki çeşittir. Yatay eksenli türbinler genellikle büyük uygulamalarda kullanılırken, düşey eksenli türbinler ( Darrieus, Filipinni, Savonius ) daha düşük güç gerektiren, genellikle kırsal uygulamalarda kullanılırlar. Savonius türbini ucuz ve basit konstrüksiyonu, rüzgarı her yönden alabilmesi, yüksek başlama torku ve düşük devir sayısı ile küçük uygulamalarda kullanılan bir tür bindir. Bu çalışmada, İ.T.ü. Makina Fakültesi ' nde bir Savonius türbini imal edilmiş ve gerekli testler yapılmıştır. Bu türbinin en büyük özelliği kompozit malzemeden imal e- dilmiş olmasıdır. v SUMMARY Wind Energy and Savonius Wind Turbines With increased consciousness about the limited cha racter of the fossil fuel supply, considerable attetion has been focused on utilazition of wind energy ( beside other sources ). A wind generator with simple design features and low maintenance is an economic alternative to the high initial investment cost of making electrical energy available at rural regions. Wind energy use has several attractive features. Typically, high wind regimes occur in areas with low prio rity land use classification. The energy in the wind can be easily converted to rotary mechanical energy by aero- turbines and to electrical energy by coupling generators. The collection area is perpendicular to the ground surface and except for the small area occupied by the base of the tower and the support structure, the surrounding land can be used for other purposes as long as proper precautions are taken not to interfere with the operations of the aero- turbines. Wind energy is a nonpol luting and abundant re newable resource. Before 1970, when conventional fuel prices ( hydro carbons, mainly ) were low enough. Electric power produc tion by wind energy conversion was not efficient from the economic stand point. As a result of the oil price high increase in 1970, wind energy was reconsidered as being one of the alterna tive energies; vast research programs started being orga nized with in this field. Even though the oil price decreased temporarily in further periods, the research in this field went on, since the process of wind energy conversion into electric power was not polluting. Meanwhile, the ecological problems ha ve became a priority. The use of wind energy to produce electric power has also other advantages versus the use of conventional fuels VI ÖZET Fosil kaynaklı yakıtların kaynağının azalmakta olma sı üzerine alternatif enerjiler üzerinde yapılan çalışmalar yoğunlaşmıştır. Bu çalışmalardan en büyük payı ise rüzgar enerjisi almaktadır. Rüzgar enerjisi kullanımının birçok çekici özellikleri vardır. Mekanik enerjiye kolayca çevrilebilmesi, kaynağının sonsuz olması, çevreye zarar vermemesi bunlardan birkaçıdır. Bunun yanında rüzgarın düzenli yoğunluk ta olmaması başlıca dezavantajıdır. Bundan dolayı enerji depolama yoluna gidilmektedir. Rüzgar enerjisi; mekanik, kimyasal, ısıl ve elektriksel yöntemlerle depolanabilmektedir. Rüzgar türbinleri, yatay eksenli ve düşey eksenli olmak üzere iki çeşittir. Yatay eksenli türbinler genellikle büyük uygulamalarda kullanılırken, düşey eksenli türbinler ( Darrieus, Filipinni, Savonius ) daha düşük güç gerektiren, genellikle kırsal uygulamalarda kullanılırlar. Savonius türbini ucuz ve basit konstrüksiyonu, rüzgarı her yönden alabilmesi, yüksek başlama torku ve düşük devir sayısı ile küçük uygulamalarda kullanılan bir tür bindir. Bu çalışmada, İ.T.ü. Makina Fakültesi ' nde bir Savonius türbini imal edilmiş ve gerekli testler yapılmıştır. Bu türbinin en büyük özelliği kompozit malzemeden imal e- dilmiş olmasıdır. v SUMMARY Wind Energy and Savonius Wind Turbines With increased consciousness about the limited cha racter of the fossil fuel supply, considerable attetion has been focused on utilazition of wind energy ( beside other sources ). A wind generator with simple design features and low maintenance is an economic alternative to the high initial investment cost of making electrical energy available at rural regions. Wind energy use has several attractive features. Typically, high wind regimes occur in areas with low prio rity land use classification. The energy in the wind can be easily converted to rotary mechanical energy by aero- turbines and to electrical energy by coupling generators. The collection area is perpendicular to the ground surface and except for the small area occupied by the base of the tower and the support structure, the surrounding land can be used for other purposes as long as proper precautions are taken not to interfere with the operations of the aero- turbines. Wind energy is a nonpol luting and abundant re newable resource. Before 1970, when conventional fuel prices ( hydro carbons, mainly ) were low enough. Electric power produc tion by wind energy conversion was not efficient from the economic stand point. As a result of the oil price high increase in 1970, wind energy was reconsidered as being one of the alterna tive energies; vast research programs started being orga nized with in this field. Even though the oil price decreased temporarily in further periods, the research in this field went on, since the process of wind energy conversion into electric power was not polluting. Meanwhile, the ecological problems ha ve became a priority. The use of wind energy to produce electric power has also other advantages versus the use of conventional fuels