Rüzgar türbinlerinde lüle ve yayıcı kullanımı ile verim iyileştirmenin sayısal olarak incelenmesi

Bu çalışmada; günümüzdeki çevresel nedenlerle kullanılması zorunluluk haline gelen yenilenebilir enerji kaynaklarından rüzgar enerjisini yararlı enerjiye çevirmede kullanılan rüzgar türbinlerinin; lüle ve yayıcı gibi pasif donanımlarla performanslarının artırılması sayısal olarak incelenmiştir. Çalışma kapsamında bir Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) programı olan ANSYS Workbench 2020 R2 programı kullanılmıştır. Yaklaşık 1 metre çapındaki rotora sahip yatay eksenli rüzgar türbininde (YERT) farklı tip ve kombinasyonlarda oluşturulmuş olan lüle ve yayıcılar (nozul ve difüzör) kullanılarak toplamda 10 farklı durum için sayısal analiz yapılmıştır. Analiz sonuçları ANSYS CFD Post modülü ile görselleştirilerek, kesit alanlarındaki ortalama hız ve basınç değerleri elde edilmiştir. Sonuçların rüzgar gücü ve rüzgar performans katsayısı denklemlerinde kullanılması ile elde edilen bulgular değerlendirilmiştir. Çalışmadan elde edilen bulgulara göre; belirli tasarımlardaki lüle, yayıcı ve flanş (brim) kombinasyonları, rotor kesitindeki hızı % 37 artırarak toplam rüzgar gücünü 1.5 kat, rüzgar performans katsayısını ise 2 kattan fazla arttırmıştır. Bu artışın lüle ve yayıcı geometrilerinin akış eksen doğrultusundaki basınç farkını düşürücü etkisinden kaynaklandığı sonucuna ulaşılmıştır.