Rüzgar Tribünü

[micromen]

sayın forum üyeleri rüzar tribünü kanatlarını ölçülü ve nizmi olarak nasıl yapabilirim bu işin bir standardı varmı düşük rüzgarda verim alabileceğim en iyi kanat yapısı nedir yardımlarınız için şimdiden teşekkürler

 

[kerem_basol]

Kısa bir bilgi

RÜZGAR TÜRBINI NEDIR ?

Kisaca,rüzgarin kinetik gücünü mekanik enerjiye çeviren makinedir.
Dönüstürülen bu güç Elektrik üretim makinelerinde bir mili çevirme seklinde,(milin son noktasinda bir jeneratör bulunur)
su çikarma ve pompalama sistemlerinde,dönen mil üzerine montajlanmis bir kol ile yukari - asagi hareket etmesi saglanarak suyu nakil etmesi saglanir.

Bizim konumuz elektrik üretim üzerine yogunlasacaktir.

Rüzgar enerjisinden elde ettiginiz elektrik enerjisi sayesinde evinizin, tesisinizin enerji ihtiyacinin tamamini karsilayabilirsiniz.
Bulundugunuz noktada elektrik sebekesi yoksa sahip olacaginiz bir akülü rüzgar enerji sistemi bütün elektrik ihtiyacinizi karsilayabilir.
Henüz ülkemizde tam olarak netlesmemis olsada elektrik sebekesine baglantiniz varsa, rüzgar enerjisi sisteminizde üretilen enerjinin fazlasini
elektrik sebekesine satabilir, karsiliginda gelir elde edebilirsiniz.


RÜZGAR TÜRBINININ YAPISI NASILDIR ?

Son 15 - 20 yildir rüzgar enerjisinden faydalanma konusu elektrik enerjisi üretimiyle farkli bir boyut kazandi.
Fakat bu konu üzerinde bugün çalisan insanlar da yüzyillar önce ugrasan insanlarin bas etmek zorunda kaldigi problemle karsi karsiya;
yogunlugu çok az olan bir kaynagi (hava) islerine yarayabilecek bir enerji formuna dönüstürmek.

Ev tipi küçük çapli rüzgar türbinlerinin bir çok varyasyonu olsa da günümüz modern rüzgar elektrik sistemlerinin sasirtici bir sekilde
birbirlerine çok benzerler. Bir rüzgar türbininin her bir parçasini ve bu parçanin fonksiyonunu size açiklamaya çalisacagiz.


Temel olarak 2 tip rüzgar türbini vardir.


Dikey eksenli rüzgar türbini: (Yere dik bir mil veya direk etrafinda iki veya daha fazla katlari dönerek (baca fanlari gibi)
enerji üreten makinelerdir.)
Benim bu türbinler konusunda birkaç denemem olsada iyi bir sonuç alabilecek kadar zaman ayiramadigim için bir süreligine çalismalarimi askiya aldim.

Bu konuda bildiklerim bana bile fayda saglamadigi için buraya simdilik bir sey ekleyemiyorum.

Yatay eksenli türbinler:Kanatçiklarin bagli oldugu mili yere paralel olan(uçak pervanesi gibi),
1 veya daha fazla kanadi ile üretim yapan makinelerdir.

dünyada en çok bilinen ve tercih edilen modeldir.Benim de türbinlere ait tüm çalismalarim yatay eksenli türbinler üzerine oldugu için
aktarabilecegim deneyimler bu dogrultuda olcaktir.

Türbin yapisinin anlasilabilmesi için asagida büyük ölçekli yatay eksenli bir türbinin çizimi verilmis olmakla beraber marka ve modele göre degisiklik gösterebilir !


ROTOR (Kanatlar ve Göbek)

Aslinda rotor olarak adlandirilan iki parça vardir; kanadin rotoru ve generatörün rotoru.
Ama bu bölümde kanadin rotorundan bahsedecegiz. Rüzgar türbininin kanatlariyla ve kanatlarin kesistigi ve göbek (hub) olarak adlandirilan bölüme
rotor adi verilmektedir. Rüzgar türbininin kanatlari enerjiyi toplayan bilesenlerdir.
Rüzgar hizinin büyüklügünden sonra rotorun süpürdügü alan bir rüzgar türbininin üretebilecegi güç miktarini belirleyen en önemli parametredir.
Bir rüzgar türbininin rotorunun süpürdügü alan kanat çapinin karesiyle orantilidir.

Rüzgar türbininin kanadinin çapini iki katina çikarmak, süpürülen alani dört katina çikarmak demektir,
bunun anlami da genellikle üretilen rüzgar elektrik enerjisinin dört katina çikmasi demektir.

Modern rüzgar türbinlerinin büyük bir çogunlugu 3 kanatlidir.
Kanatlar genellikle fiber - glasli kompozit plastik materyalden, bazen de agaçtan yapilir.
Üçten fazla kanada sahip rotorlarin kalkis torku daha yüksektir fakat yüksek rüzgar hizlarinda daha az elektrik enerjisi üretirler.
Iki kanatli rüzgar türbinleri üç kanatlilardan yüksek rüzgar hizlarinda daha fazla enerji üretirler ama hem daha gürültülü çalisirlar,
hem de rüzgar hizi degistikçe siddetli titresim yaratirlar.

Mekanik güç hizin ve torkun kombinasyonudur.
Rüzgar türbinleri yüksek tork ve düsük dönme hiziyla çalisan yel degirmenlerinin (su pompalamada kullanilan) tersine
düsük torkta göreceli olarak yüksek dönme hiziyla çalisirlar.

Ev tipi rüzgar türbinlerinde kanadin rotoru miknatis rotorunu direkt olarak çevirir.
Bu tip rüzgar türbinleri rüzgar enerjisini en basit ve verimli bir sekilde elektrik enerjisine dönüstürmek için tasarlanmislardir.
Hiz yükseltme disli takimlari gibi ilave mekanizma hem kayiplara yol açar hem de bakim ve servisi zorlastirir.


ALTERNATÖR

Küçük ölçekli rüzgar türbinleri Daimi Miknatis Alternatörleri (DMA) kullanir.
DMA'larda sargi seklindeki iletken tellerin arasindan bir manyetik alan geçirilince elektrik üretilir.
Rüzgar türbinlerinin DMA'larinda miknatislar hareketli, tel sargilar sabittir.
Ev tipi küçük ölçekli rüzgar türbinlerinin çogunda miknatis rotor tel sargilarin disinda dönen bir kalin bilezik seklindedir.
Miknatislar bu yapinin dis yüzlerini kaplarlar (sargilara bakacak sekilde) ve pervane direkt olarak bilezigin dis yüzeyine irtibatlandirilmistir.

Rüzgar türbinlerinin Daimi Miknatis Alternatörleri elektriksel aletlerde dogrudan kullanilmasi mümkün olmayan kararsiz ve düzensiz yapida
üç fazli AC elektrik üretirler. Bu elektrigin ilk olarak dogrultulmasi (DC'ye dönüstürülmesi) gerekir.
Bundan sonra DC olarak kullanilabilir, akülerde depolanabilir ya da elektriksel aletlerin hemen hemen tamaminin kullandigi AC formuna döndürülebilir.


KUYRUK

Rüzgar türbininin kuyrugu rüzgar türbininin yönünü rüzgara dogru dönmesini saglar.
Rüzgar yön degistirdiginde kuyrugun bir yüzüne çarparak türbinin rüzgari karsidan alacak sekilde dönmesini saglar.
Kuyruk sarmali rüzgar türbini tasarimlarinda, kuyruk ayni zamanda rüzgar türbininin asiri rüzgar hizlarinda zarar görmesini de önler.
Kuyruk borusunun ve yelkovanin ebatlari türbinin agirligina ve kanat alanlarina göre ayarlanmistir.



SAFT ve RULMANLAR

Rüzgar türbininin safti her iki rotora da (kanatlar ve alternatörün döner kisimlari) baglantilidir.
Saft rulmanlarin içinde bulunur. Bu parçalar olasi bütün gerilim ve titresimlere karsi koyacak sekilde tasarlanmalidir.
Rulmanlarin ömrü genellikle 5 – 10 yil arasinda degisir.



YÖN RULMANLARI

Bir rüzgar türbininin rüzgari takip etmesi yani rüzgarin her yön degistirmesinde yönünü rüzgara çevirmesi gerekir.
Kule ekseninde her dönüsünde türbine destek olan mühürlü dislilere yön rulmanlari denir.
Rüzgar türbininin kule eksen etrafinda dönmesine de yön degistirme” denir.


BILEZIKLER ve FIRÇALAR

Rüzgar türbinleri rüzgar yönüne dogru saparlar fakat iletim kablolarinin konumu sabittir.
Yön rulmanlarinin oldukça hareketli oldugu bol türbülansli bölgelerde bu durum bükümlü kablolarda sorun çikarabilir.
Rüzgar türbinlerinin bir çogunda türbin kablolarini sabit kablolara baglamak için bakir alasimli bilezikler (slip rings) kullanir.
Bilezikler genellikle kulenin en üst kismina monte edilir.
Rüzgar türbininin yön kismina bir grup grafit firça yerlestirilir.
Türbin rüzgarin yönüne dogru saptikça firçalar bileziklerin üzerine denk gelir ve alternatörün sabit kablolara baglantisi saglanmis olur.


FREN TERTIBATI

Fren tertibatinin kapatma'dan farki rüzgar türbinini bir kullanicinin kontrolünde durdurmasidir.
Rüzgar türbini arizalandiginda, üzerinde çalisma yapmak istediginizde, ya da en basiti elektrik enerjisine ihtiyaciniz yoksa rüzgar türbinini durdurmak isteyebilirsiniz.
Manuel frenleme en idealidir, çünkü rüzgar türbinini her kosulda durdurabilirsiniz.
Az sayida rüzgar türbini tasariminda kampanali ve disk frenler kullanilmaktadir.
Bir çok rüzgar türbin tasariminda da dinamik ya da elektriksel frenleme tertibati olarak bilinen sistemden faydalanilmaktadir.
Bu yöntemde büyük bir anahtar rüzgar türbininin sebeke ya da bataryalarla olan irtibatini keser, rüzgar türbininin üç fazini da kisa devre yapar.
Böylece kanatlarin dönmesinin önüne geçilmis olur.

Fakat bir yüksek hizli rüzgar kosullarinda dönmekte olan rüzgar türbinlerinin bir çogu bir kisa devreyle bir anda yavaslatilamazlar.
Böyle durumlarda ise yarayan bir diger koruma metodu da manuel sarma yöntemidir.
Bu metotta türbinlerin rüzgarin esme yönünden saptirilmasi için rüzgar türbini kuyrugu manuel olarak döndürülür.


ENERJI ILETIMI

Rüzgar türbininde üretilen ve düzensiz bir halde olan (gerilimi sabit degil) elektrik enerjisi kuleden asagiya iletim sistemi yani kablolar vasitasiyla indirilir.
Bazi rüzgar türbin modelinde rüzgar türbin çikisi kulenin tepesinde dogrultulur (DC’ye dönüstürülür) ve asagiya DC olarak aktarilir.
Bu durumda kalin bakir iletkenlerin kullanilmasi yangin riskini azaltir ve enerjinin isi olarak kaybini engeller.

Enerjinin sarj regülatörüne kadar iletilecegi mesafe uzunsa, yüksek gerilimli AC olarak iletilmesi ve regüle edilmeden önce bir trafo araciligiyla
gerilimin düsürülmesi yaygin bir metottur. Böylece daha düsük çapli kablo kullanilmasi mümkün olur, ayrica kablo kayiplari da azaltilir.
Direkt olarak sebekeye elektrik enerjisi aktaran rüzgar türbin sistemlerinin gerilimleri akülü sistemlere göre daha yüksektir.
Böylece bu tip sistemlerdeki kablo kayiplari akülü sistemdekilere nazaran daha düsüktür.


KAPATMA SISTEMLERI

Rüzgar türbinlerini çok iyi bilmeyen birisi yüksek hizli rüzgarlari enerji üretimi için bir nimet olarak algilayabilir.
Fakat deneyimli bir rüzgar türbini kullanicisi veya tasarimcisi için son sürat dönmekte olan bir türbin için daha kuvvetli rüzgarlar endiselenme sebebi olabilir.
Rüzgar hizinin iki katina çikmasi elde edilen gücün sekiz katina ve türbin üzerindeki gerilim kuvvetlerinin de dört katina çikmasi demektir.

Bir rüzgar türbini asiri kuvvetleri önlemek zorundadir.
Aksi taktirde yanabilir ya da bir sekilde kendine zarar verebilir. Asiri rüzgar hizlarindan korunmak için kapatma mekanizmalarina basvurulur.
Yaygin olarak kullanilan kapatma mekanizmalari rüzgardan kaçinma (furling) ve kanat açi kontrol (blade pitch control) metotlaridir.

Rüzgardan kaçinma metodunda kapanan kuyruk sayesinde pervane rotoru rüzgar esme yönünün disina çikar.
Bazi rüzgar türbinleri asiri rüzgar hizlarinda kanatlarin açisini degistirerek dönüs hizinin azaltilmasini saglar.
Böylece verim ve türbinin güç çikisi da azaltilmis olur.

Yukarida anlatilan her iki sistem da pasif metotlar üzerine insa edilmistir.
Bu sistemler rüzgarin ya da kanat rotorunun hizina göre harekete geçer.
Daha sik kullanilan elektriksel frenlemede rüzgar türbininin hizi otomatik olarak denetlenmektedir.


AKÜ SARZ KONTROL SISTEMI

Sebekeye kapali sistemlerde sürekli ve stabil enerji üretimi için sisteme uygun bir akü bankasi ilave edilir.
Böylece rüzgar hizinin fazla oldugu veya enerji gereksinimi olmayan zamanlarda üretilen enerjinin depolanarak üretimin yetersiz oldugu zamanlarda
kullanilabilmesi hedeflenir.
Alternatörden gelen düzensiz enerji bir diyod grubundan geçirilerek dc form a dönüstürüldükten sonra akülere yönlendirilir.
Aküler doldukça gerilimleri yükselir.Akünün gerilimini sürekli ölçen bir denetleyici devre,aküler beklenen voltaja ulastiginda alternatörden gelen
enerjiyi keser ve alternatörün gücüne uygun bir direç e yönlendirir.Direnç alternatörün bosta dönerek kendine zarar vermesini önler.
Tüm bu yapiya sarz kontrol sistemi denir.



Bir rüzgar türbininin kaliteli ve verimli olabilmesi için bu anlatilan bilesenlerin
seçiminde uyuma ve montajlarinin özenli yapilmis olmasina dikkat edilmelidir.
Örnegin bir alternatör kanat rotorundan en yüksek gücü çekebilmesi için en uygun dönüs hizinda (rpm) dönmelidir.
Çok yavas döndügünde durabilir, çok hizli dönerse de makine gürültülü çalisir ve stres kuvvetleri artar.

Tabi ki bir rüzgar elektrik sistemi rüzgar türbininden ibaret degildir.
Diger önemli bilesenler; kule, dogrultucu, sarj regülatörü, safra yük (dump load), akü grubu (eger gerekliyse), inverter ve sayaç sistemleridir.
Bu bilesenlerin maliyeti rüzgar türbininkinden daha yüksek olabilir ve sistem tasarimi yapilirken dikkatle seçilmelidirler.
Rüzgar elektrik sistemi için rüzgar türbini seçilirken dikkat edilmesi gereken önemli nokta dayanikli, basit, düsük hizda çalisan ve güvenilir bir cihazin alinmasidir.
Daha genis süpürme alanina sahip, agirliklari yüksek rüzgar türbinleri genellikle daha pahalidirlar fakat daha dayaniklidirlar.

Rüzgar türbini seçiminde, türbinin gücünden ziyade üretecegi enerji miktarina göz önünde bulundurulmalidir.
Rüzgar türbininin üretecegi enerji kanatlarin süpürme alanina ve kulenin tepesindeki ortalama rüzgar hizina baglidir.
Kisa bir kule üzerindeki rotor alani az olan bir türbin çok fazla enerji üretmez.
Unutmayin rüzgar zamanin büyük bir bölümünde düsük ve orta hizda eser, bu yüzen bu rüzgar hizlari türbin tasarimi için daha önemlidir.

 

[micromen]

kerem bey iyi bir anlatım olmuş ama detaylı kanat aerodinamiği yapısı anlatımından bahsedilmemiş örneğin CLARK-Y kanat profili kanat yapısı gibi yinede teşekkürler

 

[kerem_basol]

valla aradım hard diskte anca bu çıktı bu bilgilerde ya bu forumdana yada bir başka forumdan inmiştir bilgisayra yardımcı olduysak bir nebze ne ala bize inşaallah kısmende olsa bilgi vermiştir

 

[micromen]

valla aradım hard diskte anca bu çıktı bu bilgilerde ya bu forumdana yada bir başka forumdan inmiştir bilgisayra yardımcı olduysak bir nebze ne ala bize inşaallah kısmende olsa bilgi vermiştir

sağolun kerem bey ilginiz için teşekkürler biz bitane yaptık tribün ama rüzgar az olduğu için sanki kanatlar yetersiz gibi geldi başka alternatifler araştırıyorum bu borudan yapılan kanat şeklini uyguladık çokda güzel oldu aslında aternatör hakkında herhangi bir ölçüm yapma olanağım olmadı ama elle çevirmede 12 v ampülü kızartıyor kanatların boyu 110 cm üçlü kanatların birinin ağırlığı 1100 gr aslında kalkınınca durmak bilmiyor ama kalkınmada sıkıntı var gibi

 

[wolf-4503]

sn. micromen alternatör olarak asenkron motor modifiyesi mi yaptınız?eğer asm. modifiyesi ise mıknatısları çapraz yerleştirebilirsiniz.bu ilk hareketteki zorlanmayı büyük ölçüde azaltıyor, dezavantajı ise mıknatıs alanı küçüldüğü için verimde bir miktar düşme oluyor.aşağıdaki benim ilk yaptığım rotor, sonradan verimi arttırmak umuduyla mıknatısları söküp yeni ve daha geniş mıknatısları aşağıdaki gibi yeniden yapıştırdım eğer tribünü çatıya dikerseniz bu adımlamadan ötürü çok gürültü oluyor.bu sebepten kısmet olursa birde flanş alternatör yapmayı planlıyorum.kanatla ilgili olarak bende 150mm.-1000mm. pls. boru kullandım.biraz kuvvetli rüzgarda üçüde uçmuş.şükür ki haftasonu erken saatlerde olduğundan kimseye zarar vermemiş.kuvvetli rüzgarlarda tribünün yönünü çeviren bi kuyruk yapısı öneririm. çalışmalarınızda başarılar dilerim

 

[micromen]

bendeki alternatör motorsiklet alternatörü herhangi bir modifiyeye gerek kalmadı kendi orjinali mıknatıslı kanatları yaopğımız borunun kırılma ihtimali yok gibi et kalınlığı 4- 5 mm var mıknatısta tutmuyor aslında sistem biraz ağır oldu onla alakalı ilk kalkınmada kanat sayısı nekadar fazla olursa okadar iyi kalkınır die okudum bi kaç yerde
bu sizin yaptığınız şekli oto alternatörüne uygulasak nekadar verim alırız

 

[kerem_basol]

sağolun kerem bey ilginiz için teşekkürler biz bitane yaptık tribün ama rüzgar az olduğu için sanki kanatlar yetersiz gibi geldi başka alternatifler araştırıyorum bu borudan yapılan kanat şeklini uyguladık çokda güzel oldu aslında aternatör hakkında herhangi bir ölçüm yapma olanağım olmadı ama elle çevirmede 12 v ampülü kızartıyor kanatların boyu 110 cm üçlü kanatların birinin ağırlığı 1100 gr aslında kalkınınca durmak bilmiyor ama kalkınmada sıkıntı var gibi

verim az yada çok olmuşsa buda bir başarıdır
ama şunu önerebilirim ya dişli yada kayış kaynak sistemi ile kanasın bir turunu 3 5 hatta daha fazla şekilde arttırılabilir buda devamlılığı ve enerjini sürekli elde edilmesi yönünde bize büyük bir avantaj olabilir

 

[micromen]

ya iyi fikir aslında biz biraz alternatörümüze güvendik ve kasnak ve kayış turu iki katına çıkardığı gibi uygulanan kuvvetide yani kanatlara etki eden kuvvetide iki katına çıkaracatır mantığıyla şimdilik bunu deneyerek yapalım dedik bu projeyi kobay olarak görüyoruz deniyerek ve sizin değerli fikirlerinizi uygulayarak en verimli sonucu almaya çalışacağız inşallah

 

[ŞEF]

PVC borudan kanat yapacak arkadaşlara küçük bir öneri.
Kanadı flanşa bağlarken 5 - 10 cm. kısmı flanş üzerinde bağlantı yapılırsa bu kanadın kırılma ihtimali yüksektir.
30 cm. kadar 5x20 ölçüsünde demir lamayı flanşa kaynak yapın ve flanşın dış kenarından 10 cm. boşluk bırakıp kanadı lamaya vidalayın. Kanat arkasında 20 cm.lik lama kırılmayı önler.
Kanatların flanştan 10 cm. uzakta olmasının bir faydası da,
Kanatların en geniş kısmı flanşta bulunur. Burada kanatlara giren hava kendini boşaltamayacağı için yeterli dönüş sağlanamaz. Flanştan biraz uzakta olursa çok rahat döndüğünü göreceksiniz. Ayrıca kanatları bu bahsettiğim demir lamaya en az 3 adet civata somunla bağlayın ve kanadın ön yüzeyine de 2 - 3 mm. kalınlığında 20 cm. uzunluğunda sac ile destekleyin. Yani bu bahsettiğim sac pul görevi yapsın.