Savonius türbinlerinin performans yönünden incelenmesi

Bu tez çalışmasında, özellikle son yıllarda literatür çalışmalarına konu olan dikey eksenli rüzgar türbinlerinden Savonius rüzgar türbinleri performans yönünden incelenmiştir. Yatay eksenli rüzgar türbinlerine göre birçok avantajı olan bu türbinler, daha çok kırsal ve kentsel alanlarda kişisel enerji ihtiyaçlarının karşılanmasında kullanılmaktadır. Dikey eksenli Savonius rüzgar türbininin türbin kanatları çalışma esnasında hem negatif hem de pozitif tork ürettikleri için yatay eksenli türbinlere göre daha düşük verime sahiptir. Savonius rüzgar türbinlerinde dezavantaj olarak görülen bu düşük verimliliklerini iyileştirmek için birçok yenilikçi tasarımlar geliştirilmiş ve dolayısıyla bu türbinlerin performansları arttırılmıştır. Bu yenilikçi tasarımları, türbin üzerindeki yapısal tasarım değişiklikleri şeklinde ve klasik Savonius rüzgar türbininin şeklinde hiçbir değişiklik yapılmadan, türbin dışına yapılmış olan dış tasarım düzenekleri şeklinde olmak üzere iki ana tasarım grubunda toplamak mümkündür. Literatürde Savonius rüzgar türbininin yapısal tasarım değişiklikleri ile elde edilen performans çalışmalarının oldukça kapsamlı bir şekilde yapılmış olmasından dolayı bu tez çalışmasında özellikle son yıllarda Savonius rüzgar türbininin üzerinde hiçbir değişiklik yapılmadan ilave dış tasarım düzenekleriyle elde edilen performans çalışmaları ele alınmıştır. Bu tez çalışması ile çeşitli dış tasarımlar kapsamlı bir şekilde gözden geçirilerek güncel dış tasarım teknikleri hakkında bilgiler sağlanmıştır. Dış tasarım teknikleri ile de türbin performanslarının dolayısıyla güç katsayılarının oldukça iyi bir şekilde arttığı tespit edilmiştir. Savonius rüzgar türbinlerinin yapısal tasarım değişiklikleri ile güç katsayısı değerlerinin 0,054 ile 0,400 arasında olduğu tespit edilmiştir. İlave dış tasarım düzenekleri ile de bu güç katsayısı değerlerinin 0,520 seviyelerine kadar çeşitli seviyelerde arttırıldığı tespit edilmiştir. Rüzgar hızını artırmak ve Savonius rüzgar türbininde oluşan negatif torku azaltmak için kullanılan bu dış tasarımlar ayrıntılı olarak tartışılmıştır. Böylelikle bu tez çalışması ile son yıllarda oldukça ilgi gösterilen Savonius rüzgar türbinleri için sistematik bir referans sunulmuştur.