Küçük Ölçekli Yatay Eksenli Bir Rüzgar Türbininin Mikro Genetik Algoritma Kullanılarak Bölgeye Özgü Optımizasyonu

Authors : A. Emre ALPMAN, M. Onur KIMILLI, Abdullah ERİŞİK, Erdi ŞAHİN

Pages : 123-135

View : 21 | Download : 9

Publication Date : 2014-03-01

Article Type : Research Paper

Abstract :Türkiye’ deki Gökçeada bölgesi için 10.6m çapında, sabit hızlı ve tutunma kaybına göre düzenlenmiş yatay eksenli rüzgâr türbini optimizasyonu, genetik algoritma kullanılarak yapılmıştır. İyileştirmeler, türbinin yıllık enerji üretimini maksimuma çıkarmak suretiyle gerçekleştirilmiştir. Enerji üretimi için kanat elemanı momentum teorisini uygulayan bir kod kullanılmıştır. Kodun tahminleri, deneysel veriler ve farklı türbülans modelleri kullanan hesaplamalı akışkanlar dinamiği çözümleri ile karşılaştırılarak doğrulanmıştır. Kanat açıklığı boyunca yeter uzunluğu ve burkulma açısı dağılımı, kanadın kök, ana ve uç kısımları için kanat kesiti profilleri ve kanadın yunuslama açısı tasarım parametreleri olarak kullanılmıştır. Optimizasyonlar, nüfus büyüklüğü beş birey olan bir mikro-genetik algoritma kullanılarak gerçekleştirilmiştir. 20 ve 30 kW’ lık nominal güç değerleri için iki ve üç kanatlı konfigürasyonlar değerlendirilmiştir. 5000 kuşak boyu yapılan iyileştirmeler göstermiştir ki, iki kanatlı bir türbin, daha hızlı dönmek ve kanatların daha çok yüklenmesi pahasına, üç kanatlı bir türbin kadar enerji üretebilir. Bununla birlikte, daha düşük katılık oranına sahip iki kanatlı tasarım, daha düşük itme kuvveti üretmiştir.
Keywords : Yatay eksenli rüzgar türbini optimizasyonu, mikro genetik algorithm, kanat elemanı momentum teorisi, hesaplamalı akışkanlar dinamiği, yıllık enerji üretimi