Spar tipi açık deniz yüzer rüzgar türbini (S-FOWT) modellenmesi ve verimlerinin CFD ortamında karşılaştırmalı analizi

Abstract

Enerjiye duyulan ihtiyacın her geçen gün giderek artması ve fosil yakıtların çevreye verdiği olumsuz etkiler nedeni ile son yıllarda çevre dostu sürdürülebilir enerji kaynaklarının geliştirilme çalışmalarına Dünya'da daha fazla kaynak ve zaman ayrılmaya başlanmıştır. Bu kaynakların başında rüzgar enerjisinden üretilen kaynaklaryer almıştır. Spar Tipi Açık Deniz Yüzer Rüzgar Türbini (S-FOWT), karada kurulan rüzgar türbinlerine kıyasla daha yüksek rüzgar hızlarına sahip olması nedeniyle rüzgar enerjisi için önemli bir kaynak olmuştur. Dünya'da kurulan yüzen tipte rüzgar tiplerinin büyük bir bölümü zemine sabitlenmiş yapılardan oluşmuştur. Daha derin sularda ekonomik sebeplerden ötürü kurulumu mümkün olmayan rüzgar türbinleri için Spar Tipi Açık Deniz Yüzer Rüzgar Türbinleri (S-FOWT) seçenek olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu tezde; HAD yazılımı ile Spar Tipi Açık Deniz Yüzer Rüzgar Türbinlerin (S-FOWT) hidrodinamik modellemelerinin yapılmıştır ve statik denge, serbest salınım ve düzenli dalga testleri sonucunda ortaya çıkan verimlerinin bilgisayar ortamında analizlerin karşılaştırılmalı olarak değerlendirilmiştir. Bu sayede performans ve hidrodinamik modelleme arasındaki ilişki tanımlanmış ve en üstün model elde edilmiştir. Analiz süreçlerinde, sonuçlar üzerinde etkili olan mesh yapısı ve operasyon koşulları ile ilgili parametreler irdelenerek sağlıklı bir matematiksel model oluşturulması için ihtiyaç duyulan parametreler ayarlanmıştır. Tartışma kısmında belirlenen kriterlere göre rüzgar türbini üzerinde ortaya çıkan kuvvetlerin şekil ve grafik sonuçları çıkartılmış ve incelenmiştir.

Due to increasing demand for energy day by day and the negative impacts of fossil fuels on the environment, more resources and time have been devoted to the development of environmentally friendly sustainable energy resources in recent years. Energy resources produced from wind turbines were the leading sources. The Spar Type Offshore Floating Wind Turbine (S-FOWT) is an important resource for wind power as it has higher wind profiles than onshore wind turbines. Most of the floating wind types installed in the world are constructions fixed to the ground. Spar Type Offshore Floating Wind Turbines (S-FOWT) are an option for wind turbines that cannot be installed due to economic reasons in deeper waters. In this thesis; Hydrodynamic modeling of Spar Type Offshore Floating Wind Turbines (S-FOWT) has been done with HAD software and their efficiency as a result of static equilibrium, free oscillation and regular wave tests have been evaluated comparatively in computer analysis. In this way, the relationship between performance and hydrodynamic modeling was defined and the most superior model was obtained.In the analysis processes, parameters related to mesh structure and operating conditions, which affect the results, were examined and the parameters needed to create a healthy mathematical model were set. According to the criteria determined in the discussion part, the figure and graphic results of the forces occurring on the wind turbine are extracted and analyzed.