Rüzgâr türbinlerinde tork ve kanat eğim açısı kontrolü
Yükleniyor...
Dosyalar
Tarih
2021-06-30
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Batman Üniversitesi
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Attribution-ShareAlike 3.0 United States
Attribution-ShareAlike 3.0 United States
Özet
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.
Traditional fossil fuel power generation plants cause great damage to the environment and people. At this point, renewable energy sources can play an important role in reducing damage to the environment. Wind turbines and solar panels, which are very popular in renewable energy sources, have been found in many places in Turkey for a long time and investments are still continuing. In this study, a blade pitch mechanism to adjust the blade angle of an asynchronous generator based wind turbine and torque control has been proposed. The only tunable parameter of aerodynamic power obtained from post-design is the performance coefficient for a wind turbines. The performance coefficient is adjusted by turning the blades around themselves on the vertical axis. By adjusting the blade pitch angle, optimum energy can be obtained at various wind speeds and output power variations can be reduced. Thanks to blade angle control, output power oscillations can be reduced, as well as mechanical loads at high speeds. In this study, hydraulic and/or electric motor movement mechanisms are used to change the blade pitch angle which is evaluated as a first order transfer function. In this study, Matlab/Simulink software was used to model two different blade pitch mechanism. As a result of the simulation, it was determined that the 3 speed blade pitch mechanism decreases the active time of the blades movement and the number of switching decreases compared to the standard blade pitch mechanism.
Traditional fossil fuel power generation plants cause great damage to the environment and people. At this point, renewable energy sources can play an important role in reducing damage to the environment. Wind turbines and solar panels, which are very popular in renewable energy sources, have been found in many places in Turkey for a long time and investments are still continuing. In this study, a blade pitch mechanism to adjust the blade angle of an asynchronous generator based wind turbine and torque control has been proposed. The only tunable parameter of aerodynamic power obtained from post-design is the performance coefficient for a wind turbines. The performance coefficient is adjusted by turning the blades around themselves on the vertical axis. By adjusting the blade pitch angle, optimum energy can be obtained at various wind speeds and output power variations can be reduced. Thanks to blade angle control, output power oscillations can be reduced, as well as mechanical loads at high speeds. In this study, hydraulic and/or electric motor movement mechanisms are used to change the blade pitch angle which is evaluated as a first order transfer function. In this study, Matlab/Simulink software was used to model two different blade pitch mechanism. As a result of the simulation, it was determined that the 3 speed blade pitch mechanism decreases the active time of the blades movement and the number of switching decreases compared to the standard blade pitch mechanism.
Açıklama
Anahtar Kelimeler
Rüzgar Türbini, Asenkron Generatör, Aerodinamik Tork Kontrolü, Kanat Açısı Kontrolü, Kanat Hareket Mekanizması, Wind Turbines, Aerodynamic Torque Control, Blade Pitch Control, Blade Pitch Mechanism
Kaynak
WoS Q Değeri
Scopus Q Değeri
Cilt
11
Sayı
1
Künye
Fidan, Ş., Çimen, H. (2021). Rüzgâr türbinlerinde tork ve kanat eğim açısı kontrolü. Batman Üniversitesi Yaşam Bilimleri Dergisi, 11 (1), ss. 12-26.
