Süperiletken rüzgar tribünü jeneratörlerinin elektromanyetik, termal ve elektro-mekanik analizi

Son yirmi yıldır yüksek sıcaklık süperiletkenlerin, pratik mühendislik cihazları ve uygulamalarda kullanımı ivmelenerek artmaktadır. Özellikle, ikinci nesil tabakalı süperiletkenlerdeki gelişmeler büyük ölçekli güç uygulamaları için umut vaat etmektedir. Ancak, bu uygulamalar için yapılacak gerçek ölçekli tasarımlar ve optimizasyon işlemleri oldukça maliyetli olabilmektedir. Bu nedenle, bütün cihaz tasarımının analiz ve optimizasyonunu yapabilecek yöntemlerin geliştirilmesi hem maliyetin ciddi ölçekte azaltılması hem de bu aşamalarda kayıplara neden olan mekanizmaların anlaşılması açısından oldukça temel ve büyük öneme sahiptir. Elektromanyetik kayıpları minimize edecek optimum tasarımı literatürdeki yöntemlere göre daha hızlı yapabilmek adına yeni yöntemlerin araştırılması oldukça önemlidir ve sunulan tez ile bu amaca tam manasıyla ulaşmış bir yöntem geliştirilmiştir. Bununla birlikte, elektromanyetik kayıplar kadar maruz kalınan bir manyetik alan ya da geçen bir alternatif akım altında oluşan streslerin analizi sistemin ömrü açısından oldukça önemlidir. Bu anlamda, elektromanyetik analizler ile elektromekanik analizleri birlikte yapabilecek yöntemlerin geliştirilmesi de bu tezde amaçlanmış ve bu amaca ulaşılmıştır. Ayrıca, manyetik alan veya alternatif akım altında oluşacak sıcaklık değişimlerinin de kritik parametrelerin aşılarak sistemin hata vermesine neden olmaması adına bilinmesi ve başarılı bir şekilde analizlerinin yapılması tezin hedeflerinden birisi idi ve bu amaca da ulaşılmıştır. Sunulan tezde, hedeflenen gerçek bir jeneratör yapısının tasarımı başarılmış, tüm elektromanyetik kayıp mekanizmalarını içerecek yöntem geliştirilmiştir. Ayrıca, bu jeneratör yapıları için elektromekanik ve termal analizlerin de yapılabileceği yöntemler başarılmış ve literatür ile karşılaştırmaları verilmiştir.