Rüzgar türbinleri
Bu konu başlığı altında 65 tez
Bilgisayar destekli 1 kW' lık rüzgar türbini tasarımı ve prototip üretimi
Dünya hızlı bir şekilde yenilenebilir enerji kaynağı kullanımına geçmektedir. Özellikle son yıllarda bu konuda yatırımlarında artması yenilenebilir enerjinin önemini göstermektedir. Rüzgâr enerjisi de son zamanlarda göstermiş olduğu gelişimlerle çokça bahsedilen yenilenebilir bir enerji çeşididir. Rüzgâr enerjisi, rüzgâr türbin makineleri vasıtasıyla ilk önce mekanik, daha sonra elektrik enerjisine dönüştürülür. Üretilebilecek enerji miktarını etkiyen en önemli faktörler; rüzgâr türbini bıçak sayısı ve bıçak yapısı, türbin tasarımı, dişli yapısı kısacası sistemin her bir faktörü üretilecek enerji miktarını etkilemektedir. Bu yüzden her yıl rüzgâr türbini ile ilgili yatırım miktarları da artmaktadır. Rüzgâr enerjisinde ilk sermaye yatırımı makine ve destekleyici altyapı için kullanılmaktadır. Türbin tasarımı, tesisin kurulumu ve işletilmesi gibi enerji maliyet fiyatının artmasına sebep olan faktörler rüzgâr gücünü bir alternatif enerji kaynağı yapma anahtarıdır. Bir rüzgâr türbinin matematiksel modellenmesi, işlem alanı üzerinde, rüzgâr türbinin davranışının anlaşılması için gereklidir. Çünkü rüzgâr türbinin optimum değerlerde çalışmasına yardımcı olacak kapsamlı kontrol algoritmaların geliştirilmesine izin verir. Modelleme, rüzgâr türbini performans değerlerinin kontrol edilmesini sağlar. Model sonuçları, türbin tasarımını optimize etmek ve rüzgâr enerjisi fiyatının artmasına yol açacak faktörleri minimize etmek isteyen yeni nesil türbin araştırmacıları ve tasarımcıların yararlanabileceği bir bilgi olacaktır. Bu tezde rüzgâr enerji sistemleri üzerinde çalışılmış ve rüzgâr türbin sisteminin matematiksel modellemesi yapılmıştır. Çevre şartları ve rüzgâr türbini için belli parametreler dikkate alınarak simülasyonlar gerçekleştirilmiştir. Uygulamalı görmek için mini rüzgâr türbini imal edilmiştir.
Rüzgar enerji santrallerinde iş kazaları
Rüzgâr türbinlerinin bulunduğu, enerji santrallerinde veya santral dışında oluşabilecek iş kazaları ve meslek hastalıklarını önleyebilmek amacıyla, tehlikelerin tespit edilip riske dönüşmesine neden olan faktörlerin azaltılması amaçlanmaktadır. Belirlenen bu faktörlerin neden olduğu risklerin kabul edilebilir seviyeye düşürülmesi için alınması gerekli olan tedbirler tespit edilerek, her süreçte yaşanan kazalar istatistiksel olarak kategorize edilmiştir. Bu kategorizasyon; temel inşaatı, türbin bileşenlerinin sevkiyatı, montajı, devreye alınması ve bakım süreçleri olmak üzere altı ana başlık altında incelenmiştir. Ayrıca rüzgâr türbinlerinde yaşanan kazalar kendi bileşenleri içerisinde de kule, makine dairesi, göbek ve kanatlar olmak üzere dört alt başlık içerisinde değerlendirilmiştir. Bu değerlendirmeler, yaşanan olayların tekrarlanmaması için alınması gereken aksiyonlarla ilgili istatistiksel verilere ulaşılmasına yardımcı olmuştur. Bu istatistiksel veriler ışığında görülmüştür ki yapılan olay bildirimlerinin %15 i rüzgâr türbini temel inşaatında, %8 i türbin bileşenlerinin nakliyesinde, %45 i türbin montajında, %12 si rüzgâr türbininin devreye alınmasında, %10 u da bakım işlemleri sırasında yapılmıştır. Yapılan olayların % 11.5 nin kulede, %7.7 sinin makine dairesinde, %3 ünün göbekte ve %7 sinin de kanatlarda yaşandığı tespit edilmiştir. Genel olarak bakıldığında ise, yapılan bildirimlerin %62 si güvensiz durumlardan, %20 si ise güvensiz davranışlardan kaynaklandığı analiz edilmiştir. Güvensiz davranış ve durumlar insan kaynaklı olduğundan bu unsurların giderilmesi yaşanan olay bildirimlerinin büyük oranda düşmesini sağlayacaktır. Bildirimi yapılan olaylarda bu unsurların giderilmesi ancak çalışan personele ayrılan eğitim süresinin attırılması ile gerçekleşeceği öngörülmüştür. Tez çalışmasında sunulan öngörülere kesinlik kazandırılması için SPSS analiz programı kullanılmıştır. Bu çalışma Türkiye'nin önde gelen bir rüzgâr türbini firmasının inşa, kurulum ve bakım süreçleri gözlemlenerek hazırlanmıştır. Bununla birlikte her bir süreç altında belirlenen riskler için çözüm önerileri getirilmiştir.
Kanal içerisinde rüzgar türbini tasarımı ve had analizi ile kanal profilinin türbin performansına etkilerinin incelenmesi
Literatürde, rüzgar türbini tasarımına ve rüzgar türbinlerinden elde edilebilecek enerjinin arttırılmasına yönelik birçok çalışma mevcuttur. Bu çalışmaları çoğunlukla tasarıma yönelik olup, kanat geometrilerinin rüzgardan daha fazla enerji çekebilmesini sağlamaya yöneliktir. Bununla birlikte yakın geçmişten günümüze kadar rüzgar türbinin performansını arttırılmasına yönelik daha yenilikçi çalışmalarda mevcuttur. Bu tez çalışmasında da bu amaca yönelik olarak çalışmalar yürütülmüştür. Bu bağlamda küçük rotor çapına sahip bir rüzgar türbini tasarlanması ve tasarlanan rüzgar türbini modelinin kanal içerisine yerleştirilmek yoluyla performansının arttırılması amacıyla incelemeler yürütülmüştür. Bu amaçla ilk olarak kanat geometrisi, belirlenen tasarım koşullarına uygun olarak optimal tasarım parametreleri için kanat elemanı teorisi ve momentum disk teorisinden yararlanılarak elde edilmiştir. Kanat tasarımının elde edilmesinde QBlade yazılımından yararlanılmış ve bu yazılım yardımıyla kaldırma hattı teorisi kullanılarak iki boyutlu analizler ile rüzgar türbini performansına yönelik ilk öngörüler elde edilmiştir. Tasarımı gerçekleştirilen kanat geometrisinin CATIA programı yardımıyla üç boyutlu modellenmesi gerçekleştirilmiştir. Elde edilen rotor geometrisi için ANSYS 16.0 analiz programının ICEM modülü kullanılarak ağ yapısı modellenmiş ve ANSYS FLUENT modülü kullanılarak hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) analizleri gerçekleştirilmiştir. Analizler serbest akış rejimi için sabit hacim ve rotor çevresinde dönel akışkan hacmi olarak modellenerek gerçekleştirilmiştir. Ayrıca analizlerin gerçekleştirileceği akış hacimleri periyodik analiz yapısına uygun olarak oluşturulmuş olup, üç kanatlı olarak tasarlanan rüzgar türbininin bir kanadını içerisine alacak şekilde düzenlenmiştir. Türbülans modeli olarak k-omega STT modülü seçilmiş ve sabit rotor çevresinde dönel akış hacmi oluşturulması metodu kullanılarak sonuçlar elde edilmiştir. Bununla beraber kanat geometrisinin etrafında daha doğru sonuçlar elde edilebilmesi adına ayrı bir dönel akış hacmi tanımlanmış ve bu hacim için O-örgü formunda yapısal ağ modellemesi kullanılmıştır. Rüzgar türbininin performans karakteristiğini gösteren rüzgar hızına bağlı değişen güç üretimi eğrisi ve kanat uç hızına bağlı değişen güç katsayısı verilerine ulaşılmıştır. Elde edilen sonuç verileri ile tasarım aşamasında ilk öngörülerin elde edildiği QBlade iki boyutlu analizlerinin birbirine benzer eğilimde olduğu görülmüştür. Rüzgar türbini performansını karakterize eden güç katsayısı eğrisinin literatürde ki çalışmalarda ulaşılan sonuçlara bakıldığında tutarlı olduğu görülmüştür. İlerleyen aşamada tezin de esas konusu olan ve ulaşılan rüzgar türbini performansının arttırılması yönelik kanal içerisinde rüzgar türbini tasarımının elde edilmesine geçilmiştir. Bu doğrultuda tasarım kanal profilinin belirlenmesinde 6 nokta kontrollü Bezier eğrileri teorisi kullanılmış ve bu teorinin düzenlendiği MATLAB kodu yardımıyla kapalı kanal profilleri oluşturulmuştur. Kanal profillerinin elde edildiği MATLAB kodunun içeresine gömülü olarak eklenen DFDC yazılımı ile oluşturulan rasgele kanal profillerinin 2 boyutlu HAD analizleri gerçekleştirilmiştir. MATLAB programından optimizasyon modülü kullanılarak genetik algoritma çoklu hedef optimizasyonu analizleri gerçekleştirilmiştir. Bu aşamada rüzgar türbini rotor tasarımının elde edilmesinde de belirlenen tasarım parametreleri ve kanat profillerinin aerodinamik özellikleri de analiz girdileri olarak uygulanmış ve optimizasyon hedef parametreleri olarak maksimum güç ile minimum itki getirileri belirlenerek, pareto çözüm setleri elde edilmiştir. Çözüm setlerine, GAO parametrelerinde farklı yaklaşım metotları için, sorunsuz şekilde analizlerin ilerleyebilmesi adına belirlenen kontrol noktalarının sınırları içerisinde profiller elde edilerek ulaşılmıştır. Kanal geometrisi ve kanal içerisinde rüzgar türbini tasarım parametrelerinin ayrıntılı olarak incelenebilmesi adına, çözüm seti içerisinden kanal profilleri seçilmiştir. Seçilen kanal profillerinin rüzgar türbini performansına etkileri belirlenen tasarım parametrelerine yönelik hesaplamalı akışkanlar dinamiği analizleri gerçekleştirilerek elde edilmiştir. Bu doğrultuda kanal ile kanatlar arasındaki boşluk oranı, kanal içeresinde rotorun yerleştirildiği pozisyon, kanal giriş ve çıkış akış alanları arasındaki oran ve kısmi kanal modelinin kullanılması gibi farklı tasarımlar için analiz sonuçları elde edilmiş ve ulaşılan veriler karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. İncelenen tasarımlardan pareto çözüm seti içerisinde farklı bölgelerden seçilen iki profil için ulaşılan HAD analizi sonuçlarıyla, pareto çözüm setinin elde edilmesinde kullanılan DFDC yazılından elde edilen iki boyutlu analiz sonuçlarının birbirine yakın olduğu söylenebilir. Bununla birlikte incelenen tasarım parametrelerinin sonuç verilere olduğu kadar kanal ve kanat çevresindeki akışa da etki ettikleri ve bu etkiye bağlı olarak rüzgar türbini performansının da değiştiği sonuçlardan görülmektedir.
Bir rüzgar enerji santralinin çevresel etkileri
Türkiye'nin elektrik ihtiyacı endüstriyel gelişim ve nüfus artışı ile beraber artmaktadır. Ekonomi ve enerji hedeflerine göre, yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımında önemli bir artış beklenmektedir. Yenilenebilir enerji kaynaklarından biri olan rüzgâr enerjisi, Türkiye'de oldukça yüksek bir potansiyele sahiptir. Bu çalışma, Türkiye'de bulunan bir rüzgâr enerji santralinin çevresel etkilerinin yaşam döngüsü yaklaşımı ile değerlendirmesini amaçlar. Bu rüzgâr enerji santrali İstanbul-Türkiye'de bulunmaktadır ve 47,5 MW kurulu güce sahiptir. Sistem sınırları, ana parçaların üretiminde kullanılan malzemelerin üretimi, ana parçaların üretimi, montaj, nakliye, işletme ve bakım ve yaşam sonu aşamalarını kapsar. Ana parçaların üretimi iki bölümden oluşur. Bunlardan biri, kule, elektronik donanım ve kablodan oluşan sabit parçaların üretimidir. Diğer bölüm ise, pervane, sapma sistemi ve naselden oluşan hareketli parçaların üretimidir. Fonksiyonel birim, üretilen 1 kWh elektriktir. Modelleme için GaBi yazılımı ve çevresel etkilerin sayısallaştırılması için CML 2001 yöntemi kullanılmıştır. Etki kategorileri, Abiyotik Tüketim Potansiyeli (ATP element), Abiyotik Tüketim Potansiyeli (ATP fosil), Asidifikasyon Potansiyeli (AP), Ötrofikasyon Potansiyeli (ÖP), Tatlı Su Canlılarına Ekotoksisite Potansiyeli (TCETP), Küresel Isınma Potansiyeli (KIP), İnsana Toksisite Potansiyeli (İTP), Deniz Canlılarına Ekotoksisite Potansiyeli (DCETP), Ozon Tabakası İncelmesi Potansiyeli (OTİP), Fotokimyasal Ozon Oluşumu Potansiyeli (FOOP), Karasal Ekotoksisite Potansiyeli (KETP) olarak seçilmiştir. İncelenen rüzgâr enerji santraline ait çevresel etkiler literatürdeki değerler ile uyumludur. ATP (element), ATP (fosil), AP, ÖP, KIP, DCETP, FOOP ve KETP'ne en fazla katkıda bulunan kule üretiminde kullanılan çeliktir. Kabloların üretiminde kullanılan PVC ve bakır tel TCETP'nin ana sebebidir. İTP'ne en yüksek katkıda bulunan malzemeler, yapı temelinde kullanılan beton ve kule üretiminde kullanılan çeliktir. Ana parçaların nakliyesi ve sapma sistemi üretimindeki organik kaplanmış çelik OTİP'nin ana kaynaklarıdır. Servis süresi 25 yıl olarak planlanmıştır. Servis süresi sonunda, rüzgâr enerji santralinin demonte edileceği kabul edilmiştir. Elektronik donanım metal ve plastik parçalarına ayrılacaktır, her biri toplam ağırlığın yarısı kabul edilmiştir. Metal parçaları geri dönüştürülecek, plastik parçaları düzenli depoya gönderilecektir. Rüzgâr türbininde bulunan diğer metallerin (çelik, alüminyum, bakır) bir kısmı geri dönüştürülecek, diğer kısmı düzenli depoya gönderilecektir. Baz senaryodaki metal geri dönüşüm oranı %90'dır. Beton, plastik, ahşap gibi diğer materyallerin %100'ü, yaşam sonunda düzenli depoya gönderilecektir. İşletme ve bakım sırasında oluşan yağ atığı servis süresi boyunca düzenli depoya gönderilecektir. Yaşam sonu aşamasında çelik, alüminyum ve bakırın farklı geri dönüşüm oranları ile çevresel etkilerinin değişimi değerlendirilmiştir. Bu geri dönüşüm oranları %80, %70, %60, %50, %20 ve %0'dır. Bu senaryolar için metallerin geri dönüşüm oranı azaldıkça, her erki kategorisindeki çevresel etki değerlerinin arttığı belirlenmiştir. Ayrıca çevresel etkilerin değişimi, farklı servis süreleri (±5 yıl) kullanılarak da değerlendirilmiştir. Bu değerlendirme sonucu, servis süresinin çevresel etki ile doğru orantılı olduğu, yani servis süresi azaldıkça çevresel etkilerinde azaldığı, servis süresi arttıkça çevresel etkilerin de arttığı görülmüştür. Son olarak, Almanya'da üretilen pervane, nasel, sapma sistemi, ankraj kafesi ve elektronik donanım gibi ana parçaların Almanya'dan santral sahasına denizyolu ile nakliye edildiği baz senaryodaki koşul yerine, bu parçaların Türkiye'de üretildiği ve üretilen yerden santral sahasına karayolu ile nakliye edildiği alternatif bir senaryo oluşturulmuştur. Bu değişiklik sonucu ATP (element) değeri değişmezken, OTİP değeri artmıştır. Diğer etki kategorilerinde farklı ve küçük oranlarda düşüş meydana gelmiştir.
Rüzgâr enerjisi santrallerinin yarasalar üzerine etkileri
Türkiye'de hızla yaygınlaşmaya başlayan rüzgâr türbinlerinin yarasalar üzerine etkileri bu çalışmada ele alınmıştır. Bu amaçla Balıkesir, Isparta, Kırklareli, Muğla ve Tekirdağ illerinde yer alan birer rüzgâr enerjisi santralinde 2018-2019 yılları arasında ölü birey taraması yapılmıştır. Bunların dışında santral alanını kullanan potansiyel türlerin tespiti için ses (akustik) kayıtları alınmıştır. Türbinlerden etkilenen yarasa türlerinin aylara, santrale, türbinlere, cinsiyete ve yaşa göre dağılımları, ölümlere neden olabileceği düşünülen türbin özellikleri ve hava koşulları değerlendirilmiştir. Türbinlerde en fazla ölü bulunan türler, sırasıyla Pipistrellus pipistrellus (% 54,1), Pipistrellus nathusii (% 18,2) ve Hypsugo savii (% 8,2)'dir. Santraller arasında ölü sayısı türbin başına 2,43-5,17 birey ve megawatt başına ise 0,88-3,23 birey olarak belirlenmiştir. En fazla ölümün türbinlerden 0-30 m uzaklıkta, aylara göre temmuz-eylül arasında, cinsiyete göre dişilerde (% 41) ve yaşa göre ergin bireylerde (% 66) olduğu görülmüştür. Ayrıca sıcaklığın 16 oC'nin üzerinde ve rüzgâr hızının 3,5-4,5 m/sn arasında olduğu günlerde ağaçlık alanları beslenme, tüneme vb. durumlarında kullanan türlerin ölü sayısının daha fazla olduğu tespit edilmiştir.
1 MW gücündeki sabit mıknatıslı senkron generatörün tasarımı ve analizi
Hızla artan dünya nüfusunun bir sonucu olarak artan enerji ihtiyacı, yakın geçmişe kadar sadece fosil yakıt kullanımı ile karşılanmıştır. Bu yakıtların çevreye verdiği zararlara ek olarak fosil yakıt rezervlerinin azalması ve artan fiyatlar yeni enerji kaynaklarının kullanımına gidilmesini zorunlu hale getirmiştir. Bu bağlamda yenilenebilir enerji kaynakları içerisinde oldukça yüksek öneme sahip olan rüzgar enerjisi çözümü, tükenmeyen ve potansiyeli yüksek bir seçenek olarak değerlendirilmektedir. Bu çalışmada rüzgar türbinlerinde kullanılmak amacıyla doğrudan sürüşlü radyal akılı, çıkık kutuplu, sabit mıknatıslı senkron generatör tasarımı, modellenmesi ve analizi üzerinde çalışılmıştır. Tasarlanan generatör; değişken devirlerde yüksek verimli, dişli kutusundan bağımsız, yüksek güçlü, üretim ve bakım kolaylığı göz önüne alındığında rüzgar türbinleri için avantajlı bir çözüm niteliğindedir. Çalışmada yenilenebilir enerji kaynakları, rüzgar enerjisi, rüzgar türbinleri ve rüzgar türbinlerinde kullanılan generatör teknolojileri özetlenmiştir. Ardından analitik tasarım hesaplamaları yapılarak generatörün ana boyutları üzerine çalışılmış ve generatörün elektromanyetik model giriş verileri belirlenmiştir. Sonrasında sonlu elemanlar yöntemi tabanlı yazılım aracılığı ile generatörün modellenmesi yapılmış ve bununla birlikte generatörün elektromanyetik davranışları ortaya konulmuştur. Generatör üretiminde kullanılacak malzemenin analiz esnasında doyuma gitme durumu incelenmiş ve analiz verilerine göre ısınma karakteristiği üzerine çalışılmıştır. Elde edilen tasarım verileri ile rüzgar türbinlerinde kullanılmak üzere; yüksek verimli, sabit ve değişken devire adapte olabilen, yüksek güçlü generatör tasarımı, uygulamaya aktarılmaya hazır bir model olarak gerçekleştirilmiştir.
Rüzgar türbinleri kanat açısının yapay sinir ağları ile kontrolü
Rüzgâr enerjisini kullanarak elektriğe dönüştüren sistemlerin optimal güç çıkışı vermesi için elektriksel yollarla kontrol edilmesi gerekir. Çeşitli kontrol yöntemleri olmakla beraber buna genel olarak kanat açısı kontrolü denilmektedir. Kanat açısı kontrolü ile değişken hızlı bir rüzgâr türbinin çalışması değişken rüzgâr hızlarında kontrol edilebilir. Kanat açısı kontrolü çeşitli kontrol yöntemleri kullanılarak elde edilebilir. Bu çalışmada geleneksel PID, yapay sinir ağları (YSA) ve Uyarlamalı ağ tabanlı bulanık çıkarım sistemi (ANFIS) kullanılarak kanat açısı kontrolü sağlanmıştır. Yapay sinir ağı yöntemi olarak geri beslemeli ağ kullanılmıştır. Yapılan çalışmada kanat açısı DC servo motor aracılığıyla kontrol edilmiştir. DC servo motor çıkışı kanat açısını vermektedir ve rüzgâr türbini güç katsayısını ayarlamaktadır. Sonuçta ANFIS kontrolör, YSA ile tasarlanan sistemin sonuçlarına yakın olsa da daha iyi sonuçlar vermiştir.
Kara tipi rüzgar türbini kulelerinin yorulma analizi
A procedure for estimation of fatigue lives of bolts in flange connections of tubular steel wind turbine towers is developed in this research. The procedure includes numerical calculation of aerodynamic forces, and finite element modeling of the bolted connection. Changes of wind variables are taken into consideration by representative values which are obtained from their probability density functions which are calibrated by wind measurements in the field. Bolt stress time-series calculated numerically and measured by sensors are in agreement in the aspects of fatigue damage and power spectra. The amount of fatigue damage experienced by a bolt is greatly affected by its position in the connection. This procedure uses a limited number of loading cases that represent the long-term variability of the wind parameters, and therefore it requires a reasonable computation effort. Moreover, the influence of reduction of bolt preload on the fatigue damage experienced by the bolts is evaluated. Results of finite element analyses are used for fatigue calculations. According to the results of this study, loss of bolt preload increases the stress ranges, and consequently increases the fatigue damage. However, this effect is more significant as the bolt preload is reduced to 25 % of the design value.
Güneş - rüzgar hibrit sistemlerin maliyet optimizasyonu
Bu çalışmada Malatya Meteoroloji Bölge Müdürlüğü'nden alınan saatlik güneş ve rüzgar verileri kullanılan güneş-rüzgar hibrit sistem tasarımı için bir optimizasyon çalışması yapılmıştır. Hibrit güneş-rüzgar güç üretim sistemlerinin tasarımında iki temel konu üzerinde araştırma yapılması gerekmektedir. Bunlardan birincisi değişen atmosferik koşullar altında hibrit sistemde yükün güçsüz kalma olasılığı, ikincisi ise bu olasılığa bağlı olarak oluşan sistem maliyetidir. Optimum sistem tasarımında bu iki kriterin de minimum seviyede olması gereklidir. Bu çalışmada her iki kriterin minimum olduğu değerleri hesaplamak için MATLAB'de bir program yazılmıştır. Optimizasyon sürecindeki karar değişkenleri güneş pili sayısı, rüzgar türbini sayısı, batarya sayısı ve rüzgar türbini kurulum yüksekliğidir. Önerilen yöntem Malatya ilindeki bir telekom radyolink istasyonunun elektrik ihtiyacını karşılamak için uygulanmış ve çalışma sonunda tasarım sonuçları verilmiştir. Tasarlanan sistemin sonuçlarını doğrulamak için, özellikle rüzgar hızı farklı olan Çanakkale ilinin de hibrit sistem tasarımı yapılmıştır.
Küçük güçlü bir otonom rüzgar enerjisi çevrim sistemi ile elektrik eldesi
Bu tezde, bir evin yıllık ortalama elektrik enerjisi tüketimi hesaplanmış olup; şebekenin ulaşamadığı bir yerde, ihtiyacı karşılamak için gerekli türbin gücü ve depolama sisteminin belirlenmesi gibi hesaplamalar yapılmıştır. Bu amaçla en ekonomik türbin seçiminin belirlenmesi ve ihtiyacı karşılamak için gerekli türbin maliyetleri de değerlendirilerek; elde edilen elektrik enerjisi ile sistemin kendisini geri ödeme süresi hesaplanmıştır.Bir rüzgar türbininden elde edilebilecek enerjinin belirlenebilmesi için, rüzgarın temel parametreleri olan; rüzgar hızı, süresi ve yönünün belirlenmesi gerekir. İzmir ili için yapılan bu çalışmada, bölgenin 21 m deki 2006 yılının rüzgar ölçüm verileri temin edilmiş ve bu ölçüm verilerine dayanarak 30 m ve 40 m deki rüzgar hızları hesaplanmıştır. Elde edilen bu verilere dayanarak; 21 m, 30 m ve 40 m deki rüzgar potansiyeli ile, 2 kW, 3 kW ve 5 kW'lık türbinlerden elde edilecek teorik güç ve maksimum güç değerleri ayrı ayrı hesaplanmış ve bu değerlere göre rüzgar türbinlerinin verimleri belirlenmiştir. Türbinlerin maliyetleri de dikkate alınarak, şebekeden bağıntısız bir yerde bir evin elektrik enerji ihtiyacını otonom rüzgar enerjisi çevrim sistemi ile karşılayabilecek ekonomik türbin seçimi yapılmış ve kıyaslanan türbinlerin yıllık 21 m, 30 m ve 40 m yükseklikte üretecekleri enerji miktarları bulunmuştur.Çalışmalar sonucunda; İzmir bölgesindeki bir evin, belirlenen elektrik enerjisi ihtiyacının 3 kW'lık bir türbinle ekonomik olarak karşılanmasının uygun olduğu neticesine varılmıştır.Anahtar Kelimeler: Elektrik Enerjisi, Otonom Çevrim Sistemi, Rüzgar Enerjisi, Rüzgar Türbini
Closed-loop supply chain network for end-of-life wind turbines considering CO2 emission and employment
End-of-life (EOL) wind turbines (WT) are the issue that will need to be addressed on a mid- to long-term scale, as the use of wind energy is on the rise around the world. In order to deliver efficient and effective operations, it is necessary to establish a systematic approach to handling EOL WTs. Thus, a closed-loop supply chain network is essential for meeting this demand. To accomplish the aforementioned aim, text mining and clustering are used to compress the literature review. Hence, literature is lacking. Next, a multi-objective mathematical model for a closed-loop supply chain network covering CO2 emissions, employment, and transportation and process costs is provided. Due to the model's reduced complexity in component movement from wind farms to disassembly centers, an uncapacitated p-median problem is applied to center selection. The novel meta-heuristic Improved Crow Search Algorithm solves the p-median problem (I-CSA). An integrated local search portion in gap and time improves convergence to an optimal or near-optimal solution in the discretized Crow Search Algorithm (CSA). The thesis proposes a structured, closed-loop supply chain for EOL WTs. Text mining and clustering find literature gaps, another thesis contribution. Finally, a new meta-heuristic approach is used to the uncapacitated p-median problem for the first time.
Rüzgar türbinine ait planet mekanizmaların sonlu elemanlar yöntemi ile analizi
Bu çalışmada, TÜBİTAK destekli yapılan 630 kW'lık bir rüzgar türbinine ait 3 kademeli redüktörün planet dişli grubunun hesap ve analizleri yapılmıştır. Planet dişli grubuna ait veriler kullanılarak analitik yöntemle çevrim oranları, modülleri ve dişli çarkların boyut hesapları yapılmış, dişli üzerine ve yataklara gelen kuvvetler bulunmuş, mukavemet hesapları yapılmıştır. SOLİDWORKS programı ile katı modeli çizilen bütün dişli sistemi ve her bir dişlinin temas ettikleri yüzey alanı esas alınarak, ANSYS programı ile redüktör grubu ve dişli elemanlarının ayrı olarak statik analizleri yapılmıştır. Bu şekilde dişliler üzerindeki gerilmeler hesaplanmış ve bu hesapların sonuçları karşılaştırılmıştır. Gerilme yönünden emniyet durumu incelenmiştir.
Deniz üstü rüzgar enerji santrallarının teknik ve ekonomik analizi
Enerji ihtiyacının her sene arttığı dünyamızda bu ihtiyaç yüzyıllar boyunca fosil yakıt kaynakları ile karşılanmış fakat bu yakıtların yarattığı çevre sorunları ve fosil yakıtların dünya genelindeki rezervlerinin azaldığı ancak birkaç on yıldır yetkili çevrelerin dikkatini çekmiştir. Ülkelerin çevre kirliliğini önleme, enerjide sürdürülebilirlik sağlama ve yakıt bakımından dışa bağlılığını azaltma amacıyla son on yıllarda yenilenebilir enerji kaynaklarına olan ilgilerini arttırdıkları bilinmektedir. Nispeten fakir ülkelerde fayda/maliyet oranının yüksek olması sebebiyle henüz fosil yakıtların egemenliği sorgulanmazken özellikle Avrupa ülkelerinde ve Amerika'da çeşitli yenilenebilir enerji kaynakları üzerine araştırmalar ve yatırımlar artarak devam etmektedir.Yenilenebilir enerji kaynaklarının dünya genelindeki potansiyeli ve günümüz teknolojisi ile bu potansiyelden yararlanma olanağı göz önüne alındığında rüzgar enerjisi ön plana çıkmaktadır. Diğer yenilenebilir enerji kaynaklarına kıyasla büyük ölçekte kullanılabilirliği daha yüksek olan rüzgar enerjisi çoğu gelişmiş ülkenin enerji planında önemli yer edinmiştir; öyle ki İngiltere, Almanya ve bazı İskandinav ülkeleri birkaç on yıl içerisinde enerji üretimlerinin %20'ye varan kısımlarını rüzgar enerjisinden elde etmeyi planlamaktadırlar.Rüzgar enerjisinin temelleri yel değirmeni benzeri kara üzerinde kurulan türbinlerle atılmasına ve günümüzde de kurulu rüzgar enerjisi kapasitesinin çok büyük bir bölümü kara üzerinde olmasına rağmen, türbinlerin deniz üzerinde kurulmasının da teknik ve çevresel avantajları vardır. Bu avantajların değerlendirilmesi sonucunda özellikle Baltık Denizi'nde son on yıl içerisinde oldukça büyük yatırımlar yapılmıştır. Bu çalışmada deniz üzerinde kurulan rüzgar enerjisi türbinlerinin teknik, çevresel ve ekonomik yönlerden incelemesi yapılacak ve hangi durumlarda kurulumlarının mantıklı olacağı konusunda fikir yürütülecektir.
Rüzgar türbini dökümlerinde hassas metalürjik değişkenlerin optimizasyonu
Enerji; insanoğlunun tarihsel gelişimi ile kendini göstermiş ve her geçen gün kendine olan ihtiyaç artmıştır. Teknolojini gelişmesiyle birlikte enerjiye duyulan ihtiyaç her geçen gün artmaktadır. Fakat enerjiyi karşılayan kaynaklar yeryüzünde sınırlı olduğu için yok olmaya doğru hızla ilerlemektedir.Enerji kaynaklarının tükeniyor olması insanoğlunu yeni arayışlara itmiştir. Böylece sınırlı kaynaklardan sınırsız kaynaklara yönelme olmuştur. Petrol, doğalgaz kömür gibi fosil yakıtlar önümüzdeki 50 yıl içerisinde tükenme seviyesine kadar düşecektir. Bu nedenle artan enerji ihtiyacını karşılayacak yeni arayışlar içerisine girilmiştir. Bu süreçte, sonsuz enerji kaynakları olarak güneş ve rüzgar enerjisini kullanmayı bilim adamları kendine hedef olarak belirlemiştir.Sonsuz enerji kaynaklarından birisi olan rüzgar enerjisi; fosil yakıtlar gibi çevresel kirliliğe yol açmadan temiz ve sonsuz bir enerji sunmaktadır. Türkiye'nin rüzgar kapasitesi incelendiğinde Ege ve Marmara bölgesinde yüksek verimli rüzgar enerjisi üretmenin mümkün olduğu belirlenmiştir. Ülkemizde 2000'li yılların başlangıcında rüzgar enerjisi kullanılmaya başlanmıştır. Rüzgar enerjisi kullanımı olarak yeni bir ülke olduğumuzdan dolayı dışa bağımlılık söz konusudur. Dışa bağımlı oluşumuz ilk yatırım maliyetini yükselterek daha ucuza enerji temin etmemizi engellemektedir.Bu çalışmada, rüzgar enerjisi kullanımının en verimli şekli olan rüzgar türbinlerinin hayati öneme sahip parçalarından rüzgar türbini pervane göbeğinin (HUB) üretimi ve özelliklerinin uluslar arası standartlara uygun hale getirilmesi amaçlanmıştır. Üretim metalürjisinde hassas metalürjik değişkenler olarak; kimyasal bileşim, aşılama, Mg işlemleri, küresellik parametreleri, soğuma hızı ve kesit kalınlığı belirlenmiştir. Üretim esnasında hassas metalürjik değişkenlerin optimizasyonu hedeflenmiş ve yapılan çalışmalarla birlikte standartlara uygun olarak üretimin gerçekleşmesinin yanında orijinal katkılarda sağlanmıştır.
Rüzgar türbini kanadının optimal tasarımı
Enerji bugün dünya en önemli sorunlarından biri haline gelmiştir. Tükenmekte olan fosil enerji kaynakları nedeniyle dünya yeni enerji kaynakları arayışı içindedir. Yenilenebilir enerji kaynaklarından rüzgar eski zamanlarda sulamada, un değirmenlerinde kullanılmaktaydı. Teknolojinin ilerlemesi ile birlikte rüzgar enerjisinden elektrik üretilmeye başlanmıştır.Bu çalışmada ilk olarak rüzgar enerjisi tanıtılmış, sonrasında ise rüzgar türbini çeşitleri tanıtılmıştır. Rüzgar ile kanat ilişkisi incelenmiştir. Rüzgar gücünden maksimum faydalanmak için kanat profili büyük önem arz etmektedir. Özellikte kanat tasarımı üzerinde durulmuş ve tasarımı etkileyen faktörler açıklanmıştır.Mühendislik tasarım endüstrisinin daha hızlı ve daha kullanışlı topoloji optimizasyonu yöntemine ihtiyaç duyduğu günümüzde boyut, şekil ve topoloji optimizasyonu için evrimsel yapı optimizasyonu, basit ve etkili bir yöntem sunmaktadır. Geniş kullanım alanları, ESO'nun kullanılabilirliğini ve çok yönlülüğünü ortaya koymaktadır. ESO, yapı tasarımlarını geliştirme ve en uygun hale getirme yönünden nispeten yeni bir tasarım aracıdır. Başlangıç tasarım alanındaki elemanların bir döngü içerisinde kademeli olarak kaldırıldığı buluşsal bir yöntemdir. Uygun bir tasarım elde edilene ya da istenilen belirli bir hacme ulaşılana dek bu işlemler devam ettirilmektedir.Bu çalışmada evimsel yapı optimizasyonu yöntemine dayanan bir optimizasyon programı kullanılarak muhtelif yüklemelere ve mesnet koşullarına maruz kirişlerin en uygun tasarımları aranmıştır. Optimizasyon programı olarak topoloji optimizasyonu için özelleştirilmiş olan PARETO ACADEMIC isimli program kullanılmıştır. Yapıdaki von Mises gerilmelerini göz önünde bulundurarak gerçekleştirilen optimizasyon işlemleri sonucunda nispeten düzgün yayılı gerilme dağılımına maruz, kafes benzeri tasarımlara ulaşılmış ve elde edilen bu nihai tasarımlarda başlangıç hacmine göre %30-40?a varan oranlarda azalma görülmüştür.Son bölümde de topoloji optimizasyonunun önem ve amacı üzerinde durulmuş ve bu konuda yapılan çalışmaların sonuçlarına yer verilmiş olup sonuç kısmı ile bu çalışmanın ana amacı anlatılmıştır.
Rüzgar türbinlerinin güç kalitesi üzerine etkilerinin modellenmesi
Son yıllarda fosil yakıt kaynaklarının tükenmeye başlamasıyla birlikte mevcut enerji üretiminde yenilenebilir enerji kaynaklarının önemi gittikçe artmaktadır. Bu enerji kaynakları içerisinde rüzgar enerjisi temiz, sürdürülebilir ve diğer kaynaklara göre daha az maliyetli olması nedeniyle ön plana çıkmaktadır. Ancak rüzgardan elde edilen enerjinin oldukça değişken olması nedeniyle büyük güçlerde rüzgar çiftliklerinin şebekeye bağlanmaları, güç kalitesi açısından sorunlara neden olabilmektedir. Güç kalitesi ile ilgili bu problemler genellikle rüzgar çiftliklerinin şebeke entegrasyonu yapıldıktan sonra çözülmeye çalışılmaktadır. Oysaki bu problemlerin çözümünde türbinler kurulmadan önce yapılacak değerlendirmeler ile alınacak önlemler, çok daha basit ve ekonomik bir yol sunacaktır.Bu çalışmada şebeke bağlantılı rüzgar türbinlerinin güç kalitesi karakteristikleri üzerindeki olası etkileri belirtilmiş ve bu etkilerinin hesaplanabilmesi amacıyla MATLAB tabanlı modellemeler gerçekleştirilmiştir. Özellikle insan faktörü ile doğrudan ilişkisi nedeniyle modellenmesi daha karmaşık olan hızlı gerilim değişimleri, ayrıntılı bir biçimde incelenmiştir. Modellerin oluşturulabilmesi için başta IEC 61400-21 ve IEC 6100-4-15 olmak üzere çeşitli standartlardan yararlanılarak, yapılan modellemelerin pratikte de kullanılabilmesi amaçlanmıştır. Çalışmanın son bölümünde ise bir uygulama gerçekleştirilerek, ülkemizde rüzgar gücünden tam olarak yararlanmaya bir engel oluşturan uygulamaların üretim ve tüketim açısından analizleri yapılmıştır.
Rüzgar enerji sistemlerinin incelenmesi ve bir uygulama devresinin gerçekleştirilmesi
Rüzgar enerjisi, fosil yakıt kullanımına ihtiyaç duymadığından çevre dostu bir enerji biçimidir. Rüzgar türbinlerinin, termik santraller ya da dizel santraller gibi emisyonları yoktur. Bu tür emisyonlar, asit yağmurları ve küresel ısınmaya neden olan sera etkisine yol açmaktadır. Rüzgar enerjisinin en önemli özelliği, yenilenebilir enerji kaynağı olmasıdır. Bu sebepten fosil yakıtlar gibi tükenmesi söz konusu değildir.Rüzgar, günümüz yenilenebilir enerji kaynakları arasında en ekonomik çözüm olsa da, hali hazırda üretilen elektrik enerjisi ile rekabeti oldukça zordur. Ancak çok yüksek hızlarda, sürekli rüzgar alan bölgelerde kurulması rekabet gücünü arttırmaktadır. Kurulum maliyetleri fazla olsa da, bakım ve işletme giderleri azdır.Rüzgarın süreksizliği büyük bir problemdir. Bu yüzden şebekeden bağımsız çalışması, kesintilere ve dalgalanmalara neden olmaktadır. Genel olarak kararsız bir enerji kaynağıdır. Günümüzde, güç elektroniği uygulamalarının gelişimi ve ilerlemesi ile bu problemler azalmaktadır. Çift yönlü dönüştürücüler sayesinde değişken rüzgar hızlarında da sabit gerilim ve frekansta çıkış verilebilmektedir.Yaptığım bu tez çalışması kapsamında, öncelikli olarak rüzgar enerji sistemleri, elektrik makineleri ve güç elektroniği bakış açısıyla incelenmiş ve şebekeden bağımsız çalışabilen, kendinden uyarmalı kısa devre rotorlu asenkron makina kullanılarak bir uygulama devresi gerçekleştirilmiştir.
Çift beslemeli asenkron jeneratörlü rüzgâr türbini PI kontrolcü yapısındaki değişikliklerin güç üzerindeki etkisi
Teknolojinin gelişmesi ile elektrik ihtiyacı gün geçtikçe daha da çok artmaktadır. Artan bu talebe karşılık elektrik üretiminin sınırlı kaynaklarla karşılanması ve bu kaynakların belirli bir ömrü olması sebebi ile yenilenebilir enerji kaynaklarına ilgi her geçen gün daha da artmaktadır. Bu çalışmada rüzgâr enerjisinin üretiminde kullanılan Çift Beslemeli Asenkron Jeneratörlü Rüzgâr Türbini kontrol yapısı Matlab Simulink ile modellenmiştir. Matematiksel ve elektriksel formları çıkarılan çift beslemeli asenkron jeneratörü kontrol diyagramı üzerinde yapılan 3 farklı varyasyon oluşturulmuştur. Bu çalışmanın sonucunda PI kontrolcünün güç üzerindeki etkisi ortaya konmuştur.
PI, PID, GA-PID ve BA-PID kontrolör ıle rüzgâr türbının kanat hatve açısı kontrolü
Günümüzde yenilenebilir enerji kaynaklarının enerji piyasasındaki payı yükseliş içerisindedir. Bu kaynakların en önemlisi ise rüzgâr enerjisidir. Rüzgâr hızına bağlı olarak rüzgâr türbin hız kontrolü önemli kontrol parametresidir. Bu hız parametresinin yüksek rüzgâr hızlarında türbin ve diğer önemli parçalara zarar vermemesi için denetim altında tutulması gerekmektedir. Bu tezinde, PI (Oransal Integral), PID (Oransal Integral Türev), GA-PID (Genetik Algoritma-Oransal Integral Türev) ve BA-PID (Bakteriyel Algoritma-Oransal Integral Türev) kontrolör ile bir rüzgâr türbinin hatve açısını kontrol etmek için bir modelleme yapılmıştır. Yüksek rüzgâr hızlarında enerji sistemine zarar verilmemesi ve değişken rüzgâr hızının çıkış gücüne etkisinin kabul edilebilir ölçülerde kalmasını sağlamak PI, PID, GA-PID ve BA-PID kontrolör yöntemi kullanılmıştır. Çıkış gücünün sabit tutulması hedeflenmiştir. Matlab/Simulink programında simülasyon olarak rüzgâr türbini modellenmiştir. Bu çalışmada çıkış gücünü noktası (500 KW) GA-PID ve BA-PID kontrolörün uygulanmasıyla daha optimum seviyede kalması sağlanmıştır.
Implementation and control of wind turbines based on doubly-fed induction generators
In this study, we deal with the MATLAB/Simulink modelling, implementation, and control of wind turbines based on doubly-fed induction generators. in detail, a background of wind blow energy as renewable energy is submitted, while the classification of generators used for a wind turbines are presented. In turn, a preview of doubly-fed induction generators (DFIGs) is presented recalling their advantages and contributions to improving the energy efficiency of wind turbine systems. Also, a comparison between the efficiency of energy of wind turbines which are based on doubly-fed induction generators, and the efficiency of energy of wind turbines which are based on other generators is made. Furthermore, the control process of the doubly-fed induction generators current is evaluated and modelled. Eventually, the investigation of the current controllers is presented.
Performance of study for hybrid renewable energy in different climate
One of the most promising sources for meeting the rising demand for electricity is renewable energy resources. Using diesel generators and battery energy storage systems can raise the dependability and quality of the entire system. This research analyzes the viability of a stand-alone hybrid energy system consisting of PV panels with MPPT boost converters., Wind turbine, battery bank with bidirectional converter, and diesel generator in areas of unstable climate. To meet out power quality requirements for 100kW liner and non-liner loads connected through close loop inverter. Operating priority for different sources is assigned by controller depends on state of charged SOC for the battery bank. Total harmonics distortion THD was 1.2% with liner load and 3.2% with non-liner load, voltage amplitude was bigger than 0.95PU.
Rüzgar türbinlerinde kullanılan çift beslemeli asenkron generatörlerin arıza sonrası yeniden bağlanabilme kapasitesinin akıllı kontrol yöntemleriyle geliştirilmesi
Tüm dünyada enerji ihtiyacının büyük bir bölümünün karşılandığı fosil yakıtların ömrü kısalmakta, maliyetleri ve çevreye verdikleri zararın boyutları da her geçen gün ciddi anlamda artmaktadır. Küresel ısınmanın yarattığı sorunlar son yıllarda hissedilir derecede etkisini göstermektedir. Dünyanın her bölgesinde, daha önce hiç görülmemiş sıklıkta doğa olayları ile karşılaşılmaktadır. Ayrıca dünya nüfusun artması ve paralelinde sanayileşmenin de artması, sürekli bir şekilde enerji ihtiyacını artırmaktadır. Bütün bu sebepler, ülkeleri enerji arzını karşılayabilecekleri yeni kaynaklara yönelmeye zorlamıştır. Yenilenebilir enerji kaynakları en etkin ve çevre dostu alternatif olduğundan, yenilenebilir enerjiye olan ilgi tüm dünyada katlanarak artmaktadır. Bu kapsamda, ülkemizde de tüm dünyada olduğu gibi en çok rüzgar enerjisi kullanılmaktadır. Rüzgar enerji santrallerinin çevreye duyarlı olması, karbon salınımlarının bulunmaması, düşük arazi işgali sebebiyle doğada büyük tahribatlar oluşturmaması gibi olumlu yönleri bulunmakla birlikte, bazı dezavantajları da bulunmaktadır. Rüzgarın net bir şekilde tahmin edilememesi, çevresel ve doğal koşullara göre değişmesi, enerjide sürekliliği ve güvenilirliği azaltmaktadır. Ayrıca bu santrallerdeki artış, şebeke geriliminde değişiklik olması ve arıza durumlarında santrallerin performansı konusunda da endişelere neden olmuştur. Bu nedenle ülkeler şebeke kodlarına yenilenebilir enerji santrallerini eklemişlerdir. Şebeke kodunda, arıza sonrası yeniden bağlanabilme kapasitesi (FRT), aktif güç kontrolü, reaktif güç kapasitesi, frekans tepkisi gibi birçok konu ele alınmaktadır. Arıza sonrası yeniden bağlanabilme kapasitesi konusu ise üç başlık altında toplanmaktadır. Bunlar; reaktif güç üretimine, koruma devrelerine ve yazılıma dayalı çözüm stratejileridir. Bu tez çalışmasında, çift beslemeli asenkron generatörlü (DFIG) rüzgar türbinlerine sahip bir santralin FRT kabiliyeti geliştirilmeye çalışılmıştır. Bu bağlamda, reaktif güç üretimi esasında çalışan statik senkron kompanzatör (Statcom) kullanılmıştır. Matlab/Simulink'te oluşturulan güç sisteminde faz-toprak kısa devresi, faz-faz kısa devresi ve 3 faz-toprak kısa devresi arızaları simüle edilmiştir. Arıza anında sistemde meydana gelen gerilim düşümleri iki ayrı ölçüm noktası referans alınarak incelenmiştir. Statcom'un kontrolünde ise geliştirilen oransal-integral (PI) kontrol yöntemi ve akıllı kontrol yöntemlerinden uyarlamalı sinirsel bulanık çıkarım sistemi (Anfis) tercih edilmiştir. DFIG'in FRT kabiliyetine, farklı kontrol yöntemlerine sahip Statcom'un etkisinin incelendiği bu çalışmada; Statcomsuz, PI kontrollü Statcomlu ve Anfis kontrollü Statcomlu olmak üzere üç ayrı durum çalışılmıştır. Arıza sonrası koşullar incelendiğinde, maksimum aşma ve yerleşme süresi değerlerinde en iyi performansı geliştirilen Anfis denetleyicili Statcom'lu sistemin verdiği görülmektedir. Geliştirilen akıllı yöntem ile rüzgar türbinlerinin FRT yeteneğinin geliştirilmesi konusunda farklı bir yaklaşım geliştirilerek, uygulamada karşılaşılabilecek ani gerilim yükselmesi gibi sistemi zorlayıcı etkilerin önüne geçilerek, çok daha kısa cevap süresine sahip, kararlı ve uygulamada da güvenle kullanılabilecek yeni bir yöntem önerilmiştir.
Design and implementation of a wind turbine parameter measurement, data logging and telemetry unit
Wind power potential varies from region to region due to the both topographic and climatic conditions. Hence, measurement of wind parameters accurately becomes very important. In this thesis, wind data measurement, logging and telemetry unit using arduino mega 2560 microcontroller has been designed and developed. From Atmel family arduino mega 2560 microcontroller based data logging unit has been developed in order to measure wind parameters of a region or a small scale wind turbine. This unit measures and stores wind parameters at specific time intervals into a sd card with time and date using real time clock. Furthermore, unit can monitor wind parameters by connecting to the personal computer using USB through serial port via written interface monitoring program that is coded with Microsoft Visual Studio.Net C# platform. In addition to this, unit can transmit data wirelessly to a remote site using radio frequency telemetry module. The developed unit can be used to analysis wind energy potential of any region. In this way, it can be make a decision that wind power potential is enough or not for the proposed site. Moreover, a small scale wind turbine can be controlled using wind speed, phase current and phase voltage information during operation with the help of this study and if needed, it can be interfered to operate safely.
Increasing wind turbine efficiency
Renewable energy technology considers as alternative solutions to reduce the carbon emission and global warming potential in the world. In the renewable energy, wind and solar cell power are the best techniques to produce the power. But the efficiency of the systems is low compared to the conventional method. The purpose of this research is to develop a smart model of a wind blade which enabling the blade to change its area according to wind velocity in order to achieve best angle of attack of each, this concept is against increasing wind size to increase wind efficiency, however, other barriers of maintenance and the dramatically increases of cost are apparent when we mention increasing wind turbine size. The smart blade could be the alternative solution of the size increasing. Two different smart blade models have been analyzed at different wind velocity and best angle of attack discovered where efficiency is perfect.