Rüzgâr türbinlerinde kanat özelliklerinin gürültü etkileri

Rüzgâr enerjisi bugün dünyanın önde gelen yenilenebilir enerji kaynaklarından biridir. Rüzgâr türbini teknolojisinin hızlı gelişimi nedeniyle, rüzgâr enerjisi fosil enerjilere olası alternatiflerden biri haline gelmiştir. Bu nedenle, deniz üstü türbinleri gibi 12 megavattan fazla güç elde etmek için dev rüzgâr türbinleri inşa edilmektedir. Ancak bu türbinler temiz enerji üreterek insanlara fayda sağladığı gibi; dezavantajlara ve çevreye zarar verme potansiyeline de sahiptir. Bu çalışmanın amacı, rüzgâr türbinlerinde kanat özelliklerinin gürültü etkilerini incelemektir. Çalışmada incelenen kanadın özellikleri; aerodinamik özellikleri, burulma açısı, kanat malzemeleri, uç hız oranı, kanat şekli, kanat kalınlığı, kanat yükleri ve akıllı kanat olarak sekiz ana başlığa ayrılmıştır. Kanat özellikleri ayrı ayrı incelenip her birini gürültü ve güç üzerindeki etkileri belirlenmiştir. Sonuç olarak tüm özellikleri bir araya getirilerek geliştirilmiş bir rotor (tasarımı) önerilmiştir. Kanatlar SOLIDWORKS 2019 ortamında tasarlanmıştır. Türbin etrafındaki hava akışı koşullarını simüle etmek ve bu akışın rotor kanatları ile etkileşiminin sonuçlarını elde etmek için Ansys Fluent 2019 R3 programı kullanılmıştır. Bu çalışmada, rüzgâr türbinlerinin gürültüsünün ve bu gürültünün elektrik enerjisi üretimi üzerindeki etkilerinin anlaşılmasına yardımcı olarak hem enerji verimliliğinin artırılması hem de gürültünün azaltılması amaçlanmaktadır. Analiz sonuçları, Kore Havacılık Araştırmaları Enstitüsü'nün düşük süratli rüzgâr tünelinde yapılan NREL Phase VI rüzgâr türbininin %12 ölçekli modelinin akustik gürültü ölçümleri ile karşılaştırılmıştır. Türbin kanat özellikleri analizinin sonuçları, farklı rüzgâr hızlarında (7 m/s, 10 m/s, 13 m/s, 15 m/s, 20 m/s ve 25 m/s) gürültü ve güç ölçümleri ile karşılaştırılmıştır. Sonuçlar, 10 m/s hızında deneysel sonuçlarla en iyi uyumu göstermiştir. Ayrıca, bu çalışmada önerilen geliştirilmiş rotor sonuçları 10 m/s hızında ortalama olarak güçte %95 artış ve gürültüde %11,25 düşüş göstermiştir.