Rüzgâr türbini için farklı tip uçak kanat profillerinin sayısal olarak incelenmesi

Petrol ve kömürün bulunması ile yüz yıldır yakılan fosil yakıtlar atmosfere zararlı egzoz gazları salmaktadır. Zamanla atmosferde biriken bu egzoz gazları güneş ışığını fazla absorbe ederek küresel ısınmaya neden olmaktadır. Küresel ısınmanın önüne geçilememesi durumunda ise yakın gelecekte mevsim değişikliklerinin ve çevre felaketlerinin yaşanması ise kaçınılmaz olacaktır. Küresel ısınma problemi ve fosil yakıt rezervlerinin sınırlı olması yenilenebilir enerji kaynaklarına geçişi zorunlu hale getirmiştir. Bugün rüzgâr ve güneş enerjisi yenilenebilir enerjiye geçişte en büyük potansiyele sahip enerjiler olarak görülmektedir. Rüzgâr enerjisinden yararlanma daha ucuz ve yüksek verimlerde yapılabildiğinden güneş enerjisine göre, bugün en çok yararlanılan bir enerji türü olmuştur. Bugün gücü 1MW aşan rüzgâr türbinleri ile enerji üretimi yapılabilmektedir. Bir rüzgâr türbinin verimi doğrudan kullanılan kanadın performansına bağlıdır. Bir kanadın performansı ise rüzgâr hızına ve hücum açısına göre değişkenlik gösterebilmektedir. Her durumda en iyi performansa sahip bir kanat profili bulmak ise imkânsızdır. Genel olarak bir kanadın performansı CL / CD oranı ile ölçülmektedir. Burada CL kaldırma kuvveti katsayısı ve CD ise sürükleme kuvveti katsayısıdır. Bu çalışmada rüzgâr türbinlerinde kullanılmak üzere farklı kanatçık ailesinden beş kanat profili www.m-selig.ae.illinois.edu sitesinden seçilmiştir. Seçilen bu kanatlar farklı hücum açılarında (O< α<20) ve farklı rüzgâr hızlarında (4, 8, 16 ve 32 m/s) performansları sayısal olarak test edilmişlerdir. Sayısal sonuçlar rüzgâr hızının artması tüm kanat performanslarını azalan bir eğimde artırdığını ve tüm kanat profillerinin 4≤α≤7 arası hücum açılarında en büyük performansları sergilediklerini göstermiştir. Kanat yüzeyi üzerinden basınç katsayı dağılımlarının incelenmesiyle iki farklı kanadın profil dataları birleştirilmiş ve yeni bir hibrid kanat profili oluşturulmuştur. Çıkan sayısal sonuçlara göre hibrid kanat profili 4≤α≤7 hücum açılarında her iki kanat profilinden daha yüksek performans göstermiş ve kalan diğer hücum açılarında ise her iki kanadın düşük performans dezavantajlarını gidererek tüm hücum açılarında daha kararlı bir performans sergilediği görülmüştür.