Yenilenebilir Enerji - Rüzgar Enerji Sistemleri

 İKİLİ  RÜZGAR TÜRBİNİ KANAT  PROFİLİ

Halbes’in tarihinden daha eski olan iki kanat profilinin ortaya çıkışı aslında 1989 yılına dayanıyor. Baş mühendisimiz olan Yücel Hökelek’in 30 yılı aşkın tecrübesi ve mühendislik zekasının harmanı sonucunda ortaya çıkan ‘İkili Profil’ için aynı yıllarda üniversite laboratuarlarında çalışmalar yapmaya başladı. İkili profilde duman testleri ile yüzey akışlarında ki türbilansların giderilmesi yönünde yaptığı çalışmalar neticesini yine aynı yıl içerisinde verdi. Bunun sonucu olarak İkili Kanat profili yüksek verimli hale geldi.

İkili kanat profilinin temel esasları, aerodinamık kurallardan oluşur. Verim ve güç artışının esası, profil yüzeylerinde basınç artırma ve basınç düşürme bölgeleri oluşturularak netice alınmasıdır.

Bu oluşturulan yüksek basınç ve alçak basınç bölgeleri arasında başka hiçbir kanat profilinde olmayan, basınç kuvvetinin sürekli hücum kenarı yönlü olmasıdır. Bilindiği gibi standart kanatlarda akışa dik yönlü kaldırma kuvveti ve akış yönünde de sürükleme kuvveti oluşmaktadır. Yücel Hökelek’in geliştirdiği İkili Kanat profilin de kaldırma kuvveti ve sürükleme kuvveti kanat profilinin hücum kenarı yönlüdür. Doğal olarak bu da kanadın uyguladığı torku artırmaktadır.

Standart kanat profillerinde CL kaldırma katsayısı 1.4 – 1.6 civarında olmaktadır. Halbes Teknolojisinin farkı kanat profilinde CL kaldırma katsayısı 3.2 dir. Bu da ikili kanat profilinin torkunun 2 kat fazla olmasına, dolayısıyla gücün 2 kat fazla olmasını sağlamaktadır.

Üniversite laboratuarlarında yapılan basınç dağılımı testlerinde CL nin 3.2 olması Türkiye’nin çeşitli üniversitelerinde akademisyenleri ve özel sektörde enerji alanında çalışan mühendisleri hayrete düşürmüştür. Bu testlerde hata yaptıkları düşüncesiyle, kanatın  kaldırma kuvvetinden CL’yi tekrar tekrar hesap ettiler ve aynı sonuç yani 3.2 bulundu. Böylece ikili kanat profilinin, profil karakteristiği çıkartılmış olundu.

İKİLİ KANAT PROFİLİNİN RÜZGAR TÜRBİNLERİNDEKİ AVANTAJLARI
1. Aynı rotor çapına göre iki kat yüksek güç üretmesi,

2. Aynı rotor çapına göre daha düşük rüzgar hızlarında nominal güce ulaşması,

3. Rüzgar hızı ortalaması düşük bölgelerde rantabl kullanılabilir olması,

4. Rotor eksenel kuvvet oluşturmadığı için rüzgar türbininin mekanik ömrünün ve kanat ömrünün uzun olması,

5. Mevcut çalışan rüzgar türbinlerinin rotorları değiştirilerek hem kapasite artışı hem de ömür artışı sağlanmasıdır.

6. Rüzgar türbini kontrolünde oluşacak arızada, rotor boşta dönecek olursa, profilin özelliğinden dolayı düksek devire çıkmasını önleyen aerodinamik fren yaparak rotorun parçalanmasını önlemesidir.

Rüzgar türbinleri çalışma prensibine göre iki ana guruba ayrılır.

1. Sabit devirli,

2. Değişken devirli

Kendi aralarında kullanılan alternatör cinsine göre sınıflara ayrılır.
Bir rüzgar türbininin performansında ve verimde en önemli eleman kanatlardır. Kanatlar ne kadar verimli olursa, türbin o kadar verimli olur. Rüzgar türbinlerinde bir kanat verimi, bir de türbin verimi vardır.
Türbinin kurulacağı coğrafya çok önemlidir. Rüzgar potansiyelinin iyi olduğu gibi rüzgarın karakteristiği de önemlidir. Yüzey pürüzlülüğü, coğrafi yapı, yükseklik, hava basıncı, hava sıcaklığı, hava yoğunluğu, türbilanslar, gust, rüzgarın sabit yön ve hızda olması direkt olarak türbinin sağlıklı ve verimli çalışması için çok önem arz eder.

Türbinin verimini artırmak için kanatlarda, alternatör yapısında ve mekaniğinde iyileştirmeler yapmak için çok ciddi AR-GE çalışmaları yapılmaktadır. Halbes Teknolojisindeki İkili rüzgar türbini kanat profili ile kanat verimini yükseltmekle beraber, türbin verimini de yükseltmekteyiz.

Türbin kanatlarının ağırlığı, sadece atalet momentini ve merkezkaç kuvvetini etkiler. Atalet momentinin ve merkezkaç kuvvetinin, türbin verimine hiçbir etkisi yoktur. İkili rüzgar türbini kanadı için, ilk bakıldığında standart kanatlardan iki kat fazla malzeme kullanılacağı ve maliyetin yüksek olacağı izlenimi oluşmaktadır. Malzeme miktarı aynıdır, sadece kalıp sayısı ve işçilik fazladır. Bu fazlalık, türbinin genel maliyetine oranı %5 civarındadır. Bu oran, türbinin getirisi yanında dikkate alınmaz.