Rüzgâr Türbinlerinde Tork ve Kanat Eğim Açısı Kontrolü

Authors : Şehmus FİDAN, Hasan ÇİMEN

Pages : 12-26

View : 12 | Download : 17

Publication Date : 2021-06-30

Article Type : Research Paper

Abstract :Geleneksel fosil yakıtlı enerji üretim santralleri çevre ve insan üzerinde büyük tahribatlara yol açmaktadır. Bu noktada yenilenebilir enerji kaynaklarının çevre üzerinde oluşacak tahribatları engellemede önemli bir rolü bulunmaktadır. Yenilenebilir enerji kaynakları içinde popüler olan rüzgar türbinleri ve güneş panelleri ise ülkemizde artık birçok yerde bulunmakla birlikte halen yatırımlar sürmektedir. Belirtilen yenilenebilir enerji kaynakları içinde rüzgar türbinlerinin kullanımı artık vazgeçilmez bir noktaya gelmiştir. Özellikle devletler açısından geleceğe dönük enerji stratejileri içinde önemli bir noktada bulunan rüzgar türbinlerine yapılacak yatırımlar oldukça kritik görülmektedir. Bu çalışmada, asenkron generatörlü bir rüzgar türbininin kanat açısını ayarlayacak bir mekanizma önerilmiş ve tork kontrolü yapılmıştır. Değişken kanat açılı rüzgar türbinleri için, tasarım sonrasında elde edilen aerodinamik gücün değiştirilebilir tek parametresi performans katsayısıdır. Performans katsayısı, kanatların dikey eksende kendi etrafında çevrilmesiyle ayarlanmaktadır. Kanat açısı ayarlanarak, çeşitli rüzgar hızlarında optimum enerji elde edilebilir ve çıkış güç değişimleri azaltılabilir. Böylece çıkış gücü salınımları ve ayrıca yüksek hızlardaki mekaniksel yüklenmelerde azaltılabilmektedir. Kanat eğim açısını değiştirmek için hidrolik veya elektrik motorlu kanat hareket mekanizmaları kullanılmakla birlikte bu çalışmada sistem birinci dereceden bir transfer fonksiyonu olarak değerlendirilmiştir. Matlab/Simulink yazılımının kullanıldığı bu çalışmada kanatları kendi ekseninde çevirebilmek için iki farklı hareket mekanizması modeli kullanılmıştır. Yapılan benzetim sonucunda 3 hız seviyeli kanat eğim mekanizmasının, kanatların aktif kalma zamanını azalttığı ayrıca standart kanat eğim mekanizmasına göre anahtarlama sayısının düştüğü belirlenmiştir.
Keywords : Rüzgar Türbini, Asenkron Generatör, Aerodinamik Tork Kontrolü, Kanat Açısı Kontrolü, Kanat Hareket Mekanizması