Darrieus rüzgâr türbini

Şekil 1: Magdalen Adaları'nda bir zamanlar elektrik üretmek için kullanılan bir Darrieus rüzgar türbini

Darrieus rüzgâr türbini, rüzgar enerjisinden elektrik üretmek için kullanılan bir tür dikey eksenli rüzgâr türbinidir (DERT). Türbin, dönen bir şaft veya çerçeve üzerine monte edilmiş birçok kavisli kanat profili kanatlarından oluşur. Kanatların kavisi, kanadın yalnızca yüksek dönüş hızlarında gerilim altında gerilmesine olanak tanır. Düz kanatlar kullanan birkaç yakından ilişkili rüzgar türbini vardır. Türbinin bu tasarımı, Fransız havacılık mühendisi Georges Jean Marie Darrieus tarafından patentlenmiştir; patent başvurusu 1 Ekim 1926'da yapılmıştır. Darrieus türbinini aşırı rüzgar koşullarından korumak ve kendi kendine çalışmasını sağlamak konusunda büyük zorluklar vardır.

Çalışma yöntemi

Şekil 2: Gaspé yarımadasında, Québec, Kanada'da çok büyük bir Darrieus rüzgar türbini
Tayvan'da kullanılan kombine Darrieus–Savonius jeneratörü
Darrieus rüzgar türbininin çalışma ilkeleri

Darrieus tasarımının orijinallerinde, kanat profilleri simetrik olacak ve sıfır ayar açısına sahip olacak şekilde yani kanat profillerinin takıldıkları yapıya göre ayarlandığı açıya göre düzenlenmiştir. Bu düzenleme, rüzgara doğru döndürülmesi gereken geleneksel tipin aksine rüzgarın hangi yönden estiğine bakmaksızın eşit derecede etkilidir.

Darrieus rotoru dönerken, aerofoiller dairesel bir yolda havada ileri doğru hareket eder. Kanatla karşılaştırıldığında, bu yaklaşan hava akışı rüzgara vektörel olarak eklenir, böylece ortaya çıkan hava akışı kanatta değişken küçük bir pozitif hücum açısı yaratır. Bu, belirli bir "eylem çizgisi" boyunca eğik bir şekilde öne doğru işaret eden net bir kuvvet oluşturur. Bu kuvvet, belirli bir mesafede türbin ekseninin ötesine doğru yansıtılabilir, şafta pozitif tork verir ve böylece halihazırda hareket ettiği yönde dönmesine yardımcı olur. Rotoru döndüren aerodinamik prensipler, otojirolardaki ve otorotasyondaki normal helikopterlerdeki prensiplere eşdeğerdir.

Kanat profili aygıtın arkası etrafında hareket ettikçe, hücum açısı ters işarete değişir, ancak üretilen kuvvet hala dönüş yönünde eğiktir, çünkü kanatlar simetriktir ve donanım açısı sıfırdır. Rotor, rüzgar hızıyla ilgisi olmayan bir hızda ve genellikle çok daha hızlı döner. Tork ve hızdan kaynaklanan enerji, bir elektrik jeneratörü kullanılarak alınıp yararlı bir güce dönüştürülebilir.

Havacılık terimleri olan kaldırma ve sürükleme, kesin bir dille ifade etmek gerekirse, sırasıyla yaklaşan net göreli hava akışı boyunca ve boyunca kuvvetlerdir, bu yüzden burada işe yaramazlar. Etki eden kuvvetler, kanadı etrafında çeken teğetsel kuvvet ve yataklara karşı etki eden radyal kuvvettir. Rotor hareketsizken, rüzgar hızı oldukça yükselse bile net bir dönme kuvveti oluşmaz; tork oluşturmak için rotor zaten dönüyor olmalıdır. Bu yüzden tasarım normalde kendi kendine başlamaz. Nadir durumlarda, Darrieus rotorları kendi kendine dönmeye başlayabilir, bu yüzden durduğunda onu sabitlemek için bir tür fren gerekir.

Tasarımla ilgili bir sorun, türbin dönerken hücum açısının değişmesidir, bu nedenle her kanat, döngüsündeki iki noktada (türbinin önü ve arkası) maksimum torkunu üretir. Bu, tasarımı karmaşıklaştıran sinüzoidal (darbeli) bir güç döngüsüne yol açar. Özellikle, hemen hemen tüm Darrieus türbinlerinde, belirli bir dönme hızında, titreşimin kanatların doğal frekansında olduğu ve (sonunda) kırılmalarına neden olabilen rezonans modları vardır. Bu nedenle, çoğu Darrieus türbininde, türbinin bu hızlarda uzun süre dönmesini önlemek için mekanik frenler veya diğer hız kontrol cihazları bulunur.

Başka bir sorun, dönen mekanizmanın kütlesinin çoğunun, bir pervanede olduğu gibi göbekte değil, çevrede olması nedeniyle ortaya çıkar. Bu, mekanizma üzerinde çok yüksek merkezkaç streslerine yol açar ve bunlara dayanabilmesi için aksi takdirde olduğundan daha güçlü ve ağır olması gerekir. Bunu en aza indirmek için yaygın bir yaklaşım, kanatları "yumurta çırpıcı" şekline (bu, Yunancada "eğirilmiş ipin şekli" anlamına gelen "troposkein" şekli olarak adlandırılır) kıvırmaktır, böylece kendi kendini destekler ve bu kadar ağır desteklere ve montajlara ihtiyaç duymazlar. Bkz. Şekil 1.

Bu biçimde, Darrieus tasarımı teorik olarak geleneksel tipten daha ucuzdur, çünkü stresin çoğu türbinin alt kısmında bulunan jeneratöre karşı tork uygulayan kanatlardadır. Dikey olarak dengelenmesi gereken tek kuvvetler, kanatların dışarı doğru bükülmesinden (böylece kuleyi "sıkıştırmaya" çalışmaktan) kaynaklanan sıkıştırma yükü ve yarısı alt tarafa iletilen ve diğer yarısı da destek telleriyle kolayca dengelenebilen tüm türbini devirmeye çalışan rüzgar kuvvetidir.

Buna karşılık, geleneksel tasarımda, kuleyi ana yatağın bulunduğu tepeden itmeye çalışan rüzgarın tüm kuvveti vardır. Ayrıca, pervane kulenin hem üstünde hem de altında döndüğünden bu yükü dengelemek için kolayca gergi telleri kullanılamaz. Bu nedenle geleneksel tasarım, pervanenin boyutuyla önemli ölçüde büyüyen sağlam bir kule gerektirir. Modern tasarımlar, bu değişken hız ve değişken eğimdeki çoğu kule yükünü telafi edebilir.

Genel karşılaştırmada, Darrieus tasarımında bazı avantajlar olsa da, özellikle MW sınıfındaki daha büyük makinelerde çok daha fazla dezavantaj vardır. Darrieus tasarımı, kanatlarda çok daha pahalı malzeme kullanırken, kanadın çoğu gerçek güç vermek için yere çok yakındır. Geleneksel tasarımlar, enerji üretimini ve kullanım ömrünü en üst düzeye çıkarmak için kanat ucunun en düşük noktada yerden en az 40 m uzakta olduğunu varsayar. Şimdiye kadar döngüsel yük gereksinimlerini karşılayabilen bilinen hiçbir malzeme (karbon fiber bile) yoktur.

Verim olarak günümüzde en çok kullanılan üç kanatlı YERT'lere yakındırlar. En büyük avantajlarından biri rüzgâr yönüne dönmesi gerekmediğinden gövde dönüş sistemi (YAW) kullanılmasına gerek yoktur. Bununla beraber mekanik ve elektronik parçaları, alternatörü, dişli kutusunu yere yakın yerleştirme imkânı sağladığı için, bakım, servis ve montajları YERT'lere göre daha kolaydır. Bu avantajlar; az kanat ucu çevresel hız oranı, kendiliğinden dönmeye başlayamaması ve güç çıkışının veya dönüş hızının kanat açı kontrolü yapılarak kontrol edilememesi gibi dezavantajlar ile dengelenir.[1]

Giromilller

Şekil 3: Giromill tipi bir rüzgar türbini
Avustralya, Hobart'taki Marine Board Binası'nın tepesine kurulan MUCE türbinleri

Darrieus'un 1927 tarihli patenti, dikey kanat profilleri kullanılarak yapılan hemen hemen her türlü düzenlemeyi kapsıyordu. Daha yaygın tiplerden biri, H-rotor,[2][3][4] aynı zamanda Giromill veya H-bar tasarımı olarak da adlandırılan, yaygın Darrieus tasarımının uzun "yumurta çırpıcı" kanatlarının, yatay desteklerle merkezi kuleye tutturulmuş düz dikey kanat bölümleriyle değiştirildiği tasarımdır. Bu tasarım, Şanghay merkezli MUCE tarafından kullanılmaktadır.[5][6]

Darrieus-Giromill-(H) tipi rüzgâr türbini[7]

Siklotürbinler

Giromill'in bir diğer çeşidi de her bir kanadın kendi dikey ekseni etrafında dönebilecek şekilde yerleştirildiği Siklotürbindir. Bu, kanatların rüzgara göre her zaman bir saldırı açısına sahip olacak şekilde "eğilmesine" olanak tanır. Bu tasarımın en büyük avantajı, üretilen torkun oldukça geniş bir açıda neredeyse sabit kalmasıdır, bu nedenle üç veya dört kanatlı bir Siklotürbin oldukça sabit torkludur. Bu açı aralığında, torkun kendisi mümkün olan maksimum değere yakındır, bu da sistemin daha fazla güç ürettiği anlamına gelir. Siklotürbin ayrıca, sürüklenme oluşturmak ve türbini az hızda döndürmeye başlamak için "rüzgar altı hareket eden" kanadı rüzgara doğru düz şekilde eğerek kendi kendine başlama avantajına sahiptir. Olumsuz tarafı, kanat eğim mekanizması karmaşıktır ve genellikle ağırdır ve kanatları düzgün bir şekilde eğmek için bir tür rüzgar yönü sensörü eklenmesi gerekir.

Siklotürbinde kanat açı kontrolü yaparak maksimum verimi elde edilir. Bu tarz türbinlerde diğer Darrieus türbinlerde olmayan kendiliğinden başlama avantajı vardır. Az hızlı rüzgârda açı kontrolü ile rüzgâra karşı açı verilerek sürüklenme kuvvetleri oluşturulur ve türbin dönüşe başlar. Dönüş hızı arttıkça açı rüzgâr kanatlara çarpacak şekilde değiştirilir ve kaldırma kuvvetleri ile türbin ivmelendirilmiş olur.

Birleştirilmiş Darries-Savonius

Darrieus ve Savonius türbinlerinin karışımı sürüklenme ve kaldırma kuvvetlerinin karışımı olan verimli bir DERT tasarımı elde edilmesini sağlar. Savonius türbinler, kendi başına dönmeye başlayabildikleri için bu hibrit tasarımda türbin kendiliğinden dönme imkânına kavuşur.[8]

Kaynakça

  1. ^ Windkraftanlagen: Grundlagen, Technik, Einsatz, Wirtschaftlichkeit. Berlin/ Heidelberg 2008, pp. 621. (Almanca). (İngilizce versiyonu: Erich Hau, Wind Turbines: Fundamentals, Technologies, Application, Economics, Springer 2005)
  2. ^ S. Brusca, R. Lanzafame, M. Messina. "Design of a vertical-axis wind turbine: how the aspect ratio affects the turbine’s performance" 21 Haziran 2024 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.. 2014.
  3. ^ Mats Wahl. "Designing an H-rotor type Wind Turbine for Operation on Amundsen-Scott South Pole Station" 30 Mayıs 2024 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.. 2007.
  4. ^ "H-rotor picture (page22)" (PDF). 3 Aralık 2011 tarihinde kaynağından arşivlendi (PDF). Erişim tarihi: 15 Eylül 2024. 
  5. ^ "VAWT,Vertical Axis Wind Turbine - MUCE VAWT,上海模斯翼风力发电设备有限公司". www.vawtmuce.com. 11 Ağustos 2024 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 15 Eylül 2024. 
  6. ^ "Overcoming the Barriers to Renewable Embedded Generation in Tasmania: Appendix 13 Discussion – Peter Fischer, Director,Tasmanian Planning Commission" (PDF). Goanna Energy Consulting Pty Ltd. 10 Eylül 2010. s. 195. 10 Ağustos 2019 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 10 Ağustos 2019. (Vertical Muce) turbines on the MarineBoard building 
  7. ^ Giromill-Darrieus Rüzgâr Türbinleri http://www.reuk.co.uk/Giromill-Darrieus-Wind-Turbines.htm 2 Mart 2016 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.
  8. ^ http://www.isesco.org.ma/ISESCO_Technology_Vision/NUM16/doc/9.pdf 27 Eylül 2016 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi. Some Aspects of Vertical Axis Wind Turbines (VAWTs) - A review, ISESCO Journal, Kasım 2013

Ayrıca bakınız

Read other articles:

Desakota

Citra satelit dari Kawasan Metropolitan Bangkok : Daerah perkotaan di tepi dan sepanjang jalan arteri merupakan ruang desakota. Sebuah jalur batas kota desa pinggiran kota yang terletak di Distrik Baiyun, Guangzhou, Tiongkok. Baiyun terkenal oleh penduduk setempat sebagai daerah desakota di Guangzhou . Desakota adalah istilah yang digunakan dalam geografi perkotaan yang digunakan untuk mendeskripsikan wilayah di antara lingkungan kota-kota besar. Daerah desakota ini berada di wilayah per...

 

Basilika Santa Margareta, Nowy Sącz

Basilika Santa MargaretaBasilika Minor Santa Margaretabahasa Polandia: Bazylika kolegiacka św. Małgorzaty w Nowym SączuBasilika Santa MargaretaLokasiNowy SączNegara PolandiaDenominasiGereja Katolik RomaArsitekturStatusBasilika minorStatus fungsionalAktif Basilika Santa Margareta (bahasa Polandia: Bazylika kolegiacka św. Małgorzaty w Nowym Sączu) adalah sebuah gereja basilika minor Katolik yang terletak di Nowy Sącz, Polandia. Basilika ini ditetapkan statusnya pada 1992 da...

 

Floren Chapel

Church in Trøndelag, NorwayFloren ChapelFloren kapellFlora Chapel (Flora kapell)View of the church63°27′29″N 11°21′32″E / 63.457991938°N 11.35896608°E / 63.457991938; 11.35896608LocationStjørdal, TrøndelagCountryNorwayDenominationChurch of NorwayChurchmanshipEvangelical LutheranHistoryStatusParish churchFounded1902Consecrated1902ArchitectureFunctional statusActiveArchitect(s)Gunnar ØverkilArchitectural typeLong churchCompleted1902 (122 years ag...

Coppa Libertadores 2024

Questa voce o sezione tratta di una competizione calcistica in corso. Le informazioni possono pertanto cambiare rapidamente con il progredire degli eventi. Se vuoi scrivere un articolo giornalistico sull'argomento, puoi farlo su Wikinotizie. Non aggiungere speculazioni alla voce. Copa Libertadores 2024Copa Libertadores de América 2024 Competizione Coppa Libertadores Sport Calcio Edizione 65ª Organizzatore CONMEBOL Date dal 6 febbraio 2024al 30 novembre 2024 Partecipanti 47 Nazioni ...

 

Geninho

Geninho Nazionalità  Brasile Altezza 188 cm Calcio Ruolo Allenatore (ex portiere) Termine carriera 1984 - giocatore Carriera Squadre di club1 1966-1973 Botafogo-SP1974-1976 Francana1976-1980 São Bento1980 Paulista1981 Caxias1982 Vitória1983 Juventude1984 Novo Hamburgo Carriera da allenatore 1984 Novo Hamburgo1985 Francana1986 Botafogo-SP1986-1987 Santos1988-1989 Vitória Guimarães1990 Sãocarlense1991 Botafog...

 

Дуань Цижуй

В этом китайском имени фамилия (Дуань) стоит перед личным именем. Дуань Цижуйкит. трад. 段祺瑞 Президент Китайской республики 1 июля — 13 июля 1917 Предшественник Ли Юаньхун Преемник Ли Юаньхун 24 ноября 1924 — 20 апреля 1926 Предшественник Хуан Фу Преемник Ху Вэйдэ Председате...

Sanlucar de Barrameda

Sanlúcar de BarramedaKotamadyaBarrio Alto di Sanlúcar de Barrameda BenderaLambang kebesaranLetak Sanlúcar de BarramedaNegara SpanyolWilayah otonomi AndalusiaProvinsiCádizComarcaBajo GuadalquivirPemerintahan • AlcaldeAngel Pozo nghtmr (NGHTMR)Luas • Total170,93 km2 (6,600 sq mi)Ketinggian30 m (100 ft)Populasi (2009) • Total65.805 • Kepadatan3,8/km2 (10,0/sq mi)Demonimsanluqueño/aZona waktuUTC+1 (W...

 

Jun. K

South Korean singer In this Korean name, the family name is Kim. Jun. K김민준Jun. K in 2012BornKim Jun-su (1988-01-15) January 15, 1988 (age 36)Daegu, South KoreaEducationDong-ah Institute of Media and Arts (Bachelor's Degree)Kyunghee University (Master's Degree)OccupationsSingersongwriterrapperrecord producerdanceractorMusical careerGenresHip hopK-popR&BsouljazzInstrument(s)VocalsYears active2008–presentLabelsJYPMember of 2PM JYP Nation Website2pm.jype.com/profile.asp Musical a...

 

博里萨夫·约维奇

博里萨夫·约维奇攝於2009年 南斯拉夫社會主義聯邦共和國第12任總統任期1990年5月15日—1991年5月15日总理安特·马尔科维奇前任亚内兹·德尔诺夫舍克继任塞吉多·巴伊拉莫维奇（英语：Sejdo Bajramović） （代任）第12任不结盟运动秘书长任期1990年5月15日—1991年5月15日前任亚内兹·德尔诺夫舍克继任斯捷潘·梅西奇第3任塞尔维亚常驻南斯拉夫社会主义联邦共和国主席团代表任�...

Farinelli

Italian castrato singer For the 1994 biopic about this singer, see Farinelli (film). Carlo Broschi redirects here. For the opera of this name, see La part du diable. FarinelliPortrait of Farinelli by Bartolomeo Nazari (1734)Born(1705-01-24)24 January 1705Andria, Kingdom of NaplesDied16 September 1782(1782-09-16) (aged 77)Bologna, Papal StatesOther namesCarlo Maria Michelangelo Nicola BroschiOccupationCastrato Farinelli (Italian pronunciation: [fariˈnɛlli]; 24 January 1705 ...

 

乌克兰总理

 烏克蘭總理Прем'єр-міністр України烏克蘭國徽現任杰尼斯·什米加尔自2020年3月4日任命者烏克蘭總統任期總統任命首任維托爾德·福金设立1991年11月后继职位無网站www.kmu.gov.ua/control/en/（英文） 乌克兰 乌克兰政府与政治系列条目 宪法 政府 总统 弗拉基米尔·泽连斯基 總統辦公室 国家安全与国防事务委员会 总统代表（英语：Representatives of the President of Ukraine） 总...

 

Dimitri Yachvili

Dimitri Yachvili Dimitri Yachvili a Lione nel 2015 Dati biografici Paese  Francia Altezza 182 cm Peso 84 kg Familiari Michel Yachvili (padre)Charles-Édouard Yachvili (fratello)Grégoire Yachvili (fratello) Rugby a 15 Ruolo Mediano di mischia Ritirato 2014 Carriera Attività giovanile 1995-1999 Brive Attività di club[1] 1999-2001 P.U.C.2001-2002 Gloucester18 (5)2002-2014 Biarritz207 (2 304) Attività da giocatore internazionale 2002-2012 Francia61 (373) Palmar�...

سكان السويد

هذه المقالة تحتاج للمزيد من الوصلات للمقالات الأخرى للمساعدة في ترابط مقالات الموسوعة. فضلًا ساعد في تحسين هذه المقالة بإضافة وصلات إلى المقالات المتعلقة بها الموجودة في النص الحالي. (أبريل 2023) التركيبة السكانية في السويد هو حول الخصائص الديمغرافية للسكان السويد، بما في ذ...

 

William H. Kelsey

American politician (1812–1879) William H. KelseyMember of the U.S. House of Representativesfrom New York's 25th districtIn officeMarch 4, 1867 – March 3, 1871Preceded byDaniel MorrisSucceeded byWilliam H. LamportMember of the U.S. House of Representativesfrom New York's 28th districtIn officeMarch 4, 1855 – March 3, 1859Preceded byGeorge HastingsSucceeded byWilliam Irvine Personal detailsBornWilliam Henry Kelsey(1812-10-02)October 2, 1812Smyrna...

 

Attack on Kure (March 1945)

Attack on KurePart of the Pacific Theater of World War IITwo Japanese aircraft carriers under attack at Kure on 19 March 1945. The ship at bottom of the photo is either Amagi or Katsuragi. The other carrier is Kaiyo.Date19 March 1945LocationKure, Japan34°14′N 132°33′E / 34.23°N 132.55°E / 34.23; 132.55Status US failureBelligerents United States JapanStrength 321 aircraft 17 warshipsCasualties and losses 825 killed2 fleet carriers damaged27 aircraft shot down59 ...

Shoveler

Shoveler Red shoveler Scientific classification Kingdom: Animalia Phylum: Chordata Class: Aves Order: Anseriformes Family: Anatidae Genus: Spatula The shovelers or shovellers are four species of dabbling ducks with long, broad spatula-shaped beaks: Red shoveler, Anas platalea Cape shoveler, Anas smithii Australasian shoveler, Anas rhynchotis Northern shoveler, Anas clypeata References Clements, James, (2007) The Clements Checklist of the Birds of the World, Cornell University Press, Ithaca I...

 

Office of Oceanic and Atmospheric Research

NOAA environmental products and services Oceanic and Atmospheric ResearchNational Oceanic and Atmospheric Administration sealAgency overviewFormed1841; 183 years ago (1841)HeadquartersSilver Spring, Maryland, U.S.[1]MottoOAR's Vision is to deliver NOAA’s future. OAR's Mission is to conduct research to understand and predict the Earth’s oceans, weather and climate, to advance NOAA science, service and stewardship and transition the results so they are useful to so...

 

Gérard Majax

Gérard MajaxGérard Majax en 2005.BiographieNaissance 28 avril 1943 (81 ans)Nice (Alpes-Maritimes)Nom de naissance Maurice FaierNationalité françaiseActivités Artiste, prestidigitateurAutres informationsSite web www.majax.commodifier - modifier le code - modifier Wikidata Maurice Faier, dit Gérard Majax, est un prestidigitateur français né le 28 avril 1943 à Nice. Biographie Gérard Majax, né à Nice, devient parisien d'adoption vers l'âge de six ans[1]. En fréquentant les puc...

Ōta, Tokyo

Ōta 大田区Distrik kota istimewa BenderaLambangLokasi Ōta di Prefektur TokyoNegara JepangWilayahKantōPrefektur TōkyōPemerintahan • Wali kotaTadayoshi MatsubaraLuas • Total60,7 km2 (234 sq mi)Populasi (Oktober 1, 2015) • Total717.082 • Kepadatan11,813/km2 (30,60/sq mi)Zona waktuUTC+9 (WSJ)Kode pos144-8621Simbol • PohonCinnamomum camphora• BungaPrunus mume• BurungHorornis diphoneNomor telep...

 

Battle of Chosin Reservoir

1950 battle in the Korean War Battle of Lake Changjin redirects here. For the 2021 film, see The Battle at Lake Changjin I. For the 2022 film, see The Battle at Lake Changjin II. Battle of Chosin ReservoirPart of the Second Phase Offensive of the Korean WarA column of the US 1st Marine Division moves through Chinese lines during its breakout from the Chosin Reservoir with a M46 Patton medium tank.Date27 November – 13 December 1950LocationChosin Reservoir, in present-day Changjin County, Sou...