KaydedilenlerDerginizi ekleyin

Dergiler / Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi / 2021 / Cilt: 9 - Sayı: 2

Bir H-Darrieus Rüzgar Türbini için Solidite Optimizasyonu

Solidity Optimization for an H-Darrieus Wind Turbine

M. Özgün KORUKÇU
Sayfa
535–544
Yayın Tarihi
2022-10-12
DOI
—
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Elde edilen denklemler H-Darrieus rüzgar türbinlerinin en yüksek güç katsayılarını tahmin etmekte kullanılabilir.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Solidite bir rüzgar türbini performansını etkileyen ana faktörler arasında yer almaktadır.
📊
Temel Bulgular & Veri:Bir H-Darrieus rüzgar türbininin maksimum güç katsayısını veren soliditesi kanat sayısı, kord uzunluğu ve rotor yarıçapı cinsinden Taguchi L16 (4^3) dizisi kullanılarak optimize edilmiştir.
💡
Sonuç & Katkı:Elde edilen denklemler H-Darrieus rüzgar türbinlerinin en yüksek güç katsayılarını tahmin etmekte kullanılabilir.
🔬Tür:Modelleme & Sayısal Simülasyon
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Dikey Eksenli Rüzgar Türbini · DMST Modeli · Solidite

Özet

Solidite bir rüzgar türbini performansını etkileyen ana faktörler arasında yer almaktadır. Bir H-Darrieus rüzgar türbininin maksimum güç katsayısını veren soliditesi kanat sayısı, kord uzunluğu ve rotor yarıçapı cinsinden Taguchi L16 (4^3) dizisi kullanılarak optimize edilmiştir. Güç katsayısı değerlerinin hesaplamasında Taguchi ortogonal dizisine göre MATLAB yardımıyla Çift Çoklu Akım Tüpü modeli için geliştirilmiş kod kullanılmıştır. En yüksek güç katsayısı 0.4728 değeri iki-kanatlı, 0.2 m kord uzunluğunda ve yarıçapı 2 m olan rotor için bulunmuştur. En yüksek güç katsayısı değeri için kanat sayısı, kord uzunluğu ve rotor yarıçapı cinsinden bir bağıntı elde edilmiştir. Tahmini ortalama en yüksek güç katsayısı değerleri ile hesaplanan değerler uyum içerisinde bulunmuştur. Ayrıca, en yüksek güç katsayısı için rotor soliditesi cinsinden bir denklem elde edilmiştir. Elde edilen denklemler H-Darrieus rüzgar türbinlerinin en yüksek güç katsayılarını tahmin etmekte kullanılabilir.

Abstract

Solidity is one of the main factors that influence the performance of a wind turbine. The solidity of an H-Darrieus wind turbine is optimized in terms of blade number, chord length, and rotor radius to get the maximum power coefficient using Taguchi L16 (4^3) array. Power coefficient values are calculated by the Double Multiple Stream Tube model by in house built MATLAB code according to Taguchi orthogonal array. The maximum power coefficient is found as 0.4728 for the two-bladed rotor with a chord length of 0.2 m and a radius of 2 m. Relation of maximum power coefficient respect to blade number, chord length, and rotor radius is derived. Predicted mean values of the maximum power coefficient are in agreement with calculated values. Furthermore, an equation for the maximum power coefficient is obtained for rotor solidity. Derived equations can be useful to estimate the maximum power coefficient values of H-Darrieus wind turbines.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

KORUKÇU, M. Ö. (2022). Bir H-Darrieus Rüzgar Türbini için Solidite Optimizasyonu. Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, Cilt: 9 - Sayı: 2, 535–544. https://ajindex.com/articles/493996

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (14)

  1. E. K. Akpinar, “A statistical investigation of wind energy potential,” Energy Sources, Part A Recover. Util. Environ. Eff., vol. 28, no. 9, pp. 807–820, 2006
  2. S. Mathew, Wind Energy Fundamentals, Resource Analysis and Economics, Berlin Heidelberg, Netherlands: Springer-Verlag 2006
  3. G. Bedon, U. S. Paulsen, H. A. Madsen, F. Belloni, M. R. Castelli, and E. Benini, “Aerodynamic Benchmarking of the Deepwind Design,” Energy Procedia, vol. 75, pp. 677–682, 2015
  4. J. Chen, L. Chen, H. Xu, H. Yang, C. Ye, and D. Liu, “Performance improvement of a vertical axis wind turbine by comprehensive assessment of an airfoil family,” Energy, vol. 114, pp. 318–331, 2016
  5. G. Bedon, S. De Betta, and E. Benini, “Performance-optimized airfoil for Darrieus wind turbines,” Renew. Energy, vol. 94, pp. 328–340, 2016
  6. M. Abdul Akbar and V. Mustafa, “A new approach for optimization of Vertical Axis Wind Turbines,” J. Wind Eng. Ind. Aerodyn., vol. 153, pp. 34–45, 2016
  7. R. J. Templin, “Aerodynamic performance theory for the NRC vertical-axis wind turbine,” Natl. Res. Counc. Canada, 1974
  8. J. Strickland, “The Darrieus Turbine: A Performance Prediction Model Using Multiple Stream Tubes,” Technical Report SAND75-041, Sandia National Laboratories, Albuquerque, 1975
  9. I. Paraschivoiu, “Double-Multiple Streamtube Model for Darrieus Wind Turbines,” Tech. Rep., Institute de recherché d’Hydro-Québec, Canada, 1983
  10. S. Brusca, R. Lanzafame, and M. Messina, “Design of a vertical-axis wind turbine: how the aspect ratio affects the turbine’s performance,” Int. J. Energy Environ. Eng., vol. 5, no. 4, pp. 333–340, 2014
  11. T. J. Carrigan, B. H. Dennis, Z. X. Han, and B. P. Wang, “Aerodynamic Shape Optimization of a Vertical-Axis Wind Turbine Using Differential Evolution,” ISRN Renew. Energy, vol. 2012, pp. 1–16, 2012
  12. L. Du, G. Ingram, and R. G. Dominy, “Experimental study of the effects of turbine solidity, blade profile, pitch angle, surface roughness, and aspect ratio on the H-Darrieus wind turbine self-starting and overall performance,” Energy Sci. Eng., vol. 7, no. 6, pp. 2421–2436, 2019
  13. H. Zhu, W. Hao, C. Li, and Q. Ding, “Numerical study of effect of solidity on vertical axis wind turbine with Gurney flap,” J. Wind Eng. Ind. Aerodyn., vol. 186, pp. 17–31, 2019
  14. M. A. Miller, S. Duvvuri, W. D. Kelly, and M. Hultmark, “Rotor solidity effects on the performance of vertical-axis wind turbines at high Reynolds numbers,” J. Phys. Conf. Ser., vol.