Biyomimetik ve tersine mühendislik yöntemleriyle küçük ölçekli, yatay eksenli rüzgar türbini kanat tasarımı

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2015

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: BARIŞ ARSLAN

Danışman: HASAN SELİM ŞENGEL

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Küresel çapta artan nüfus ve nüfusa bağlı olarak artan enerji ihtiyaçlarına çözüm bulmak amacıyla son yıllarda yapılan çalışmaların sayısı gün geçtikçe artmaktadır. Bu çalışmaların en büyük amacı; doğaya verilen zararı en aza indirerek enerji dönüşümü sağlamaktır. Bunun en verimli ve ekonomik yolu ise yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanılmasıdır. Tüm bu durumlar göz önüne alındığında araştırmacıların hedefi haline gelen rüzgar enerjisi ve rüzgar enerjisinden elektrik enerjisi dönüşümünü sağlayan rüzgar türbinleri, son yılların en gözde "yeşil enerji" kaynağı olarak görülmektedir. Rüzgar türbinlerinin verimlilik gelişimi, yapısal olarak uygun malzemelerin kullanılması ve aerodinamik olarak efektif tasarımların seçilmesiyle doğru orantılıdır. Bu çalışma kapsamında kanat tasarımı yapılırken, enerji dönüşümü olarak daha verimli, yapısal olarak daha dayanıklı olacağı düşünülerek, kanat mikro mimarisi sayesinde doğada maruz kaldığı aerodinamik kuvvetlere karşı dayanıklılık kazanmış Odonata takımının, nesli tükenmiş bir türü olan Stenophlebia Amphitrite kanat yapısı (Fleck and Bechly, 2003), rüzgar türbinlerinin kanat yapıları ile eşdeğer görülerek incelenmiştir. Görüntü işleme ve tersine mühendislik yöntemleri kullanılarak bilgisayar ortamında üç boyutlu hale getirilen kanat yapısı, biyomimetik yaklaşımlarla optimize edilmiş ve sonlu elemanlar metodu tabanlı mekanik analizleri yapılarak verimliliği incelenmiştir. Bu incelemeler sonucunda, biyomimetik kanat modelinin yapısal olarak aerodinamik kuvvetlere karşı dayanıklı ve güvenilir bir şekilde çalışarak, %46 verim, 3,55 kW güç ile elektrik enerjisi dönüşümü yapabildiği tespit edilmiştir.