Design and simulation of a riverine hydrokinetic turbine

Hidrokinetik türbinler, herhangi bir su yüksekliği gerekmeksizin, serbest akış halinde bulunan sudaki kinetik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren elektromekanik cihazlar olarak tanımlanmaktadır. Deniz ortamı için üretilen büyük ölçekli birçok tasarım bulunmakla beraber, nehirde kullanılmak üzere geliştirilen türbin sayısı sınırlıdır. Bu çalışmada, TIGRIS-27H olarak adlandırılan sabit hızlı ve stol düzenlemeli nehir tipi bir hidrokinetik türbinin tasarım ve simülasyon aşamaları anlatılmıştır. Türbin kanatları genetik algoritma ile optimize edilmiş, hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) analizleri için ANSYS CFX programı kullanılmıştır. Türbinin simülasyonlarda hesaplanan güç, tork ve itme kuvveti parametreleri, tasarım sırasında teorik olarak elde edilen değerlerle büyük bir uyum içerisindedir. TIGRIS-27H türbin pervanesi 3 kanatlı, yatay eksenli ve 45 rpm çevresel hızla dönen bir hidrokinetik türbin olup, 2,7 m/s serbest akım hızında ortalama 0,43 verimle 27 kW nominal güç üretmektedir.