Yatay eksenli rüzgar türbini kanat tahrik sisteminin matematiksel modellemesi ve bulanık mantık ile kontrolü

Bu tez çalışmasında, rüzgâr türbini sistemleri için kullanılan klasik PI denetleyicilerine alternatif olarak, aerodinamik duyarlılığa (dP/dθ) dayalı kazanç zamanlamalı Bulanık-PI denetleyici tasarımı gerçekleştirilmiştir. Mevcut literatürde rotor hızı veya sabit çalışma bölgelerine göre yapılan kazanç ayarlamalarına karşın, bu çalışmada türbinin aerodinamik davranışına duyarlı bir kontrol yapısı önerilmiştir. Geliştirilen yöntem kapsamında, hata (e), hata değişimi (de) ve aerodinamik duyarlılık (dP/dθ) değişkenlerini giriş olarak alan iki adet Sugeno tipi bulanık çıkarım sistemi (FIS) oluşturulmuş ve K_p ile K_i kazançları ayrı ayrı hesaplanmıştır. Önerilen bulanık denetleyici, NREL 5MW referans türbin modeli kullanılarak Simulink ortamında test edilmiş ve klasik PI ile karşılaştırılmıştır. Simülasyon sonuçları, önerilen yöntemin aşırı salınımları azalttığını, geçici rejim yanıtlarını iyileştirdiğini ve daha kararlı bir rotor hız kontrolü sağladığını göstermiştir. Ayrıca, bu kontrol yapısının rüzgâr hızı değişimlerine daha duyarlı ve adaptif olduğu gözlemlenmiştir. Bulanık-PI ve S-Bulanık PI kontrolcülerinin, PI kontrolcüsüne göre daha az salınım ve daha hızlı stabilizasyon sağladığı, özellikle rüzgâr hızındaki ani değişikliklere karşı daha dayanıklı olduğu belirlenmiştir. Bu çalışma, aerodinamik duyarlılık tabanlı kazanç programlamasının, rüzgâr türbini kontrol sistemlerinde uygulanabilir ve etkili bir yaklaşım olduğunu ortaya koymuş, türbinin aerodinamik davranışına duyarlı bir kontrol stratejisinin avantajlarını vurgulamıştır. Sonuçlar, Bulanık-PI denetleyicilerin, türbin sistemlerinin daha verimli ve güvenilir çalışmasını sağlamak için özellikle büyük türbinlerde tercih edilebileceğini göstermektedir.