Estimation of annual energy production of coupled vertical-axis wind turbines in a semi-complex terrain Eşli çalışan düşey eksenli rüzgar türbinlerinin yarı karmaşık bir sahadaki yıllık enerji üretiminin değerlendirilmesi

ABSTRACTRecent research shows that the vertical-axis wind turbines (VAWTs) can provide up to 6 - 9 times more power generation in the same footprint area when they are sited in proper configurations in contrast to horizontal-axis wind turbines (HAWT). In order to site wind turbines in a field, it is necessary to do a wind resource assessment (WRA). This assessment provide important inputs for the placement, sizing and design detailing of the wind farm. In addition to the correct determination of the site, it is also critical to place the wind turbines in the most efficient way. When the necessary data are provided to a software developed for this subject, the annual energy production (AEP) calculations can be made realistically. However, these programs are designed for HAWTs. Although there is no study conducted on VAWTs using these software packages, it is possible to calculate the AEP by simply defining a turbine power curve. In the case of coupled turbines, wake effect created by the turbines affect the performance of the wind turbines, thus the total annual energy production of the turbines is a function of the wind direction. For this reason, annual energy production of the turbines should be calculated by taking into consideration the change of wind direction during the year. In this study, firstly, the field performance of two VAWTs, which are separated, were investigated. In addition, a method has been proposed in order to place the coupled VAWTs in a wind farm and calculate their AEP. It was found that the turbines operating in this method could show performance increase from 2 to 10 compared to seperated ones.ÖZETSon araştırmalar, düşey eksenli rüzgar türbinlerinin (DERT), yatay eksenli rüzgar türbinlerine (YERT) göre, uygun dizilimlerle sahaya yerleştirildiklerinde, aynı birim alanda 6 - 9 kat daha fazla güç üretimi sağlayabileceğini göstermektedir. Bir alana rüzgar türbinleri yerleştirmek için bir rüzgar kaynağı değerlendirmesi (RKD) yapılması gerekmektedir. Bu değerlendirme, rüzgar tarlasının yerleştirilmesi, boyutlandırılması ve tasarım detaylandırması için önemli girdiler sağlar. Sahanın doğru tespitine ek olarak, rüzgar türbinlerini en verimli şekilde yerleştirmek de önemlidir. Bu konuda geliştirilen bir yazılıma gerekli veriler sağlandığında, yıllık enerji üretimi (YEÜ) hesaplamaları gerçekçi bir şekilde yapılabilmektedir. Fakat bu programlar YERT'ler için tasarlanmıştır. Bu yazılım paketlerini kullanarak DERT'ler üzerinde yapılmış bir çalışma bulunmamasına rağmen, sadece türbin güç eğrisi tanımlanarak YEÜ hesaplanması mümkündür. Eşli çalışan türbinlerde ise türbinlerin arkalarında bıraktıkları rüzgar gölgeleri performansı etkilediğinden, türbinlerin toplam yıllık enerji üretimi rüzgar geliş yönünün bir fonksiyonudur. Bu nedenle türbinlerin yıllık enerji üretimi yıl boyunca rüzgar geliş yönünün değişimi göz önünde bulundurularak hesaplanmalıdır. Bu çalışmada, öncelikle ayrık çalışan iki DERT’in saha performansı incelenmiştir. Ayrıca etkileşim halinde eşli çalışan DERT'lerin bir rüzgar tarlasına yerleştirilmesi ve YEÜ hesaplanabilmesi için bir yöntem önerilmiştir. Bu yöntem kullanılarak yapılan analizlerde eşli çalışan türbinlerin, ayrık çalışanlara göre YEÜ bakımından 2’den 10’a kadar performans artışı gösterebileceği bulunmuştur.

Erişime Açık
Görüntülenme
14
24.10.2022 tarihinden bu yana
İndirme
1
24.10.2022 tarihinden bu yana
Son Erişim Tarihi
13 Haziran 2024 11:15
Google Kontrol
Tıklayınız
Tam Metin
Tam Metin İndirmek için tıklayın Ön izleme
Detaylı Görünüm
Eser Adı
(dc.title)
Estimation of annual energy production of coupled vertical-axis wind turbines in a semi-complex terrain Eşli çalışan düşey eksenli rüzgar türbinlerinin yarı karmaşık bir sahadaki yıllık enerji üretiminin değerlendirilmesi
Eser Sahibi
(dc.contributor.author)
Başer, Ferhat Cem Ferhat Cem
Tez Danışmanı
(dc.contributor.advisor)
Ziya Haktan Karadeniz
Yayıncı
(dc.publisher)
Graduate School of Natural and Applied Sciences
Tür
(dc.type)
Yüksek Lisans
Açıklama
(dc.description)
xx, 51 sayfa
Açıklama
(dc.description)
29 cm. 1 CD
Özet
(dc.description.abstract)
ABSTRACTRecent research shows that the vertical-axis wind turbines (VAWTs) can provide up to 6 - 9 times more power generation in the same footprint area when they are sited in proper configurations in contrast to horizontal-axis wind turbines (HAWT). In order to site wind turbines in a field, it is necessary to do a wind resource assessment (WRA). This assessment provide important inputs for the placement, sizing and design detailing of the wind farm. In addition to the correct determination of the site, it is also critical to place the wind turbines in the most efficient way. When the necessary data are provided to a software developed for this subject, the annual energy production (AEP) calculations can be made realistically. However, these programs are designed for HAWTs. Although there is no study conducted on VAWTs using these software packages, it is possible to calculate the AEP by simply defining a turbine power curve. In the case of coupled turbines, wake effect created by the turbines affect the performance of the wind turbines, thus the total annual energy production of the turbines is a function of the wind direction. For this reason, annual energy production of the turbines should be calculated by taking into consideration the change of wind direction during the year. In this study, firstly, the field performance of two VAWTs, which are separated, were investigated. In addition, a method has been proposed in order to place the coupled VAWTs in a wind farm and calculate their AEP. It was found that the turbines operating in this method could show performance increase from 2 to 10 compared to seperated ones.ÖZETSon araştırmalar, düşey eksenli rüzgar türbinlerinin (DERT), yatay eksenli rüzgar türbinlerine (YERT) göre, uygun dizilimlerle sahaya yerleştirildiklerinde, aynı birim alanda 6 - 9 kat daha fazla güç üretimi sağlayabileceğini göstermektedir. Bir alana rüzgar türbinleri yerleştirmek için bir rüzgar kaynağı değerlendirmesi (RKD) yapılması gerekmektedir. Bu değerlendirme, rüzgar tarlasının yerleştirilmesi, boyutlandırılması ve tasarım detaylandırması için önemli girdiler sağlar. Sahanın doğru tespitine ek olarak, rüzgar türbinlerini en verimli şekilde yerleştirmek de önemlidir. Bu konuda geliştirilen bir yazılıma gerekli veriler sağlandığında, yıllık enerji üretimi (YEÜ) hesaplamaları gerçekçi bir şekilde yapılabilmektedir. Fakat bu programlar YERT'ler için tasarlanmıştır. Bu yazılım paketlerini kullanarak DERT'ler üzerinde yapılmış bir çalışma bulunmamasına rağmen, sadece türbin güç eğrisi tanımlanarak YEÜ hesaplanması mümkündür. Eşli çalışan türbinlerde ise türbinlerin arkalarında bıraktıkları rüzgar gölgeleri performansı etkilediğinden, türbinlerin toplam yıllık enerji üretimi rüzgar geliş yönünün bir fonksiyonudur. Bu nedenle türbinlerin yıllık enerji üretimi yıl boyunca rüzgar geliş yönünün değişimi göz önünde bulundurularak hesaplanmalıdır. Bu çalışmada, öncelikle ayrık çalışan iki DERT’in saha performansı incelenmiştir. Ayrıca etkileşim halinde eşli çalışan DERT'lerin bir rüzgar tarlasına yerleştirilmesi ve YEÜ hesaplanabilmesi için bir yöntem önerilmiştir. Bu yöntem kullanılarak yapılan analizlerde eşli çalışan türbinlerin, ayrık çalışanlara göre YEÜ bakımından 2’den 10’a kadar performans artışı gösterebileceği bulunmuştur.
Kayıt Giriş Tarihi
(dc.date.accessioned)
01.11.2022
Açık Erişim Tarihi
(dc.date.available)
2022-11-01
Yayın Tarihi
(dc.date.issued)
2019
Yayın Dili
(dc.language.iso)
eng
Konu Başlıkları
(dc.subject)
Fen bilimleri
Konu Başlıkları
(dc.subject)
Rüzgar türbinleri
Konu Başlıkları
(dc.subject)
Yenilenebilir enerji kaynakları
Tek Biçim Adres
(dc.identifier.uri)
https://hdl.handle.net/11469/2699
Analizler
Yayın Görüntülenme
Yayın Görüntülenme
Erişilen ülkeler
Erişilen şehirler
6698 sayılı Kişisel Verilerin Korunması Kanunu kapsamında yükümlülüklerimiz ve çerez politikamız hakkında bilgi sahibi olmak için alttaki bağlantıyı kullanabilirsiniz.

creativecommons
Bu site altında yer alan tüm kaynaklar Creative Commons Alıntı-GayriTicari-Türetilemez 4.0 Uluslararası Lisansı ile lisanslanmıştır.
Platforms