Derecelendirilmiş kompozit malzemeden rüzgar türbin kanadı tasarımı ve teknik bilgi paketi hazırlanması

Sınırsız ve temiz bir kaynak olan rüzgar enerjisi, son yıllarda alternatif enerji kaynakları arasında ilk sırayı almaktadır. Rüzgar türbinlerinin operasyonel performansı, seçilen kanat profillerine ve kullanılan malzemeye bağlıdır. Rüzgar türbinlerinde, kanadın hafif, ekonomik ve dayanıklı olması arzu edildiğinden kanat imalatında son yıllarda kompozit malzeme kullanımı tercih sebebi olmuştur. Bu nedenle 4 m çapında yüksek aerodinamik performanslı NACA 4412 kanat profiline sahip kompozit rüzgar türbin kanadının tasarımı hedeflenmiştir. Bu tasarım için gerekli olan 3 boyutlu rüzgar türbin kanadının akış ve mekanik analizi ANSYS 14.5.7 programı kullanılarak yapılmıştır. Rüzgar türbin kanadının tasarımı 25 m/s rüzgar hızında, 286 devirde ortaya çıkan gerilmenin maksimum olduğu bölgeler dikkate alınarak yapılmış, Epoksi-ECam kompozit tabakanın katman sayısı ve fiber oryantasyon açıları değişimi ile kanat tabakalarında optimum oryantasyon ve kabuk kalınlığı elde edilmiştir. Tasarım sonucunda en yüksek gerilmenin (172,57 MPa ) kanat ile kök arasında meydana geldiği görülmüştür. Kanat numunesi üzerinde yapılan deneysel çalışmalarda, çekme deneyinde maksimum gerilme 201,9 MPa, eğilme deneyinde ise 280,1 MPa olarak elde edilmiştir. Bu sonuçlarla kanadın kritik bölgede meydana gelen gerilmeye dayanımlı olduğu görülmüştür. Böylece, düşük hızlarda dönebilecek hafif rüzgar türbin kanadının kritik tasarım modeli geliştirilmiş ve imalata hazır hale getirilmiştir.