26-ATMOSFERİK BUZLANMA VE GÜÇ EĞRİSİ

Rüzgar enerjisinin yaygınlaşması ile rüzgar türbinleri günümüzde çok farklı iklim koşullarında konumlandırılmakta ve bu iklim koşullarında üretim yapılmaktadır. Rüzgar potansiyelinin yüksek olduğu kuzey ülkeleri ve yüksek rakımlı sahalarda konumlandırılan türbinlerde kış mevsimlerinde gözlemlenen buzlanma, enerji üretiminin düşmesine veya tamamen durmasına, türbinlerin mekanik olarak daha çabuk yorulmasına ve buz fırlatarak çevresindeki yapılar ve canlılar için tehlike oluşturmasına yol açmaktadır.

Kanat aerodinamik özelliklerinin buzlanma sebebi ile değişmesine ve türbin üzerindeki kontrol elemanlarının donmasına bağlı olarak rüzgar türbinindeki güç kayıpları yıllık üretim bazında %17’lere kadar çıkabilirken, bu yüzde güç katsayısında %20 ila %50 gibi değerlere ulaşabilmektedir.

görsel

Şekil 7 ve Şekil 8’de normal şartlar için NACA64618 kanat profili kullanılmıştır. Buzlanma profili için ise -10°C ve -20°C arasındaki buzlanma [7] profili kullanılmıştır. İki kanat profili için BEM simülasyonu kullanılarak güç eğrisi elde edilmiştir. Elde edilen güç eğrilerinin karşılaştırılmaları Şekil 9’da gösterilmiştir.

görsel

görsel

Buzlanmanın güç eğrisi üzerindeki etkisini incelediğimizde güç eğrisinin sağa doğru yattığı yani türbinin performansının azaldığı görülür. Bu güç eğrisi simülasyonunda 6.0 m/s ile 11.0 m/s arasında güç eğrisinde ortalama %8’lik düşüş gözlemlenmiştir.

Buzlanmayı önlemek için çeşitli çalışmalar sürdürülse de belirlenen standart bir yöntem henüz bulunmuş değildir. Aynı zamanda buzlanma mekanizması da henüz tam anlamı ile modellenebilmiş değildir. Ancak buzlanmanın kanat yapısını değiştirerek aerodinamik özelliklere etki ettiği, bu nedenle olması gerekenden farklı bir üretim değeri ortaya koyduğu ve türbinin güç eğrisinin değişmesine sebebiyet verdiği bilinmektedir.

Kaynakça: http://www.ruzgarsempozyumu.org/wp
content/uploads/2019/09/005.pdf
http://www.ruzgarsempozyumu.org/wp-content/uploads/2019/10/03b-01.pdf