ECEM ZEYNEP
COMSOL Multiphysics Analizi ile Kompozit Yapılı Rüzgar Türbini Kanadının Modellemesi
Abstract
Dünya nüfusunun artmasıyla birlikte enerji kullanım ihtiyacı da her geçen gün artmaktadır. Bu ihtiyacın karşılanabilmesi, yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımını kaçınılmaz hale getirmiştir. Bu kaynaklar arasında en çok tercih edilenlerden biri rüzgar enerjisidir. Ancak rüzgar enerjisi üretiminde kullanılan rüzgar türbini kanatlarının çıkardığı ses ve ağırlıkları nedeniyle, üretim aşamasında en çok dikkat edilmesi gereken konu malzeme seçimidir. Bu nedenle bu çalışmada, kanat tasarımlarında kompozit malzemeler dikkate alınmıştır. Kompozit malzemeler, hafiflikleri ve mekanik özellikleri sayesinde rüzgar türbini kanatlarında yaygın olarak tercih edilmektedir.
Bu çalışmada, bilgisayar tabanlı modellemeleri içeren simülasyon programları yardımıyla alternatif kompozit malzemeler değerlendirilerek daha dayanıklı ve uzun ömürlü kanatlar üretmek hedeflenmiştir. Bilgisayar modellemeleri için COMSOL Multiphysics Analizi kullanılmıştır. Bu program aracılığıyla, yerçekimi etkisiyle oluşan yük kombinasyonlarının uygulandığı bir kanat gerilme analizi yapılmış ve farklı çalışma hızları için özfrekans analizleri gerçekleştirilmiştir. Bu sayede, dönme hızıyla birlikte özfrekansların değişimini gösteren Campbell diyagramları oluşturulmuştur. Campbell diyagramı, bir sistemin farklı çalışma devirlerinde titreşim frekanslarını gösteren bir diyagramdır.
Bu çalışmada, rüzgar türbini kanatlarının oluşturulmasında; Karbon epoksi, Karbon vinilester, Karbon fenolik, Cam epoksi, Bor epoksi, Cam vinilester, Termoset polyester, Polivinil Klorür, Polistiren, Polietilenimin, Polietilen Tereftalat ve Stiren akrilonitril gibi birçok malzemenin farklı kombinasyonları değerlendirilmiş ve en uygun kanat yapısına ulaşılabilmesi adına Campbell diyagramları oluşturulmuştur.
Biyografi
2000 yılında Ankara’da doğan Ecem Zeynep Öztürk, TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi’nde Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Mühendisliği lisans programını tamamlamıştır. Halihazırda TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi’nde Mikro ve Nanoteknoloji Bölümü’nde Yüksek Lisans Programı’na devam etmektedir.