Elektrik üreten bir piko su türbini performansının deneysel ve nümerik incelenmesi = Experimental and numerical investigation of the performance of an electricity generating pico water turbine

Abstract

Today, with the developing technology, the energy need and demand are increasing day by day. Economic and environmental damages caused by the excessive use of non-renewable energy resources and the pollution of fossil fuels have increased the tendency toward sustainable energy needs and renewable energy sources, which are clean energy sources to meet the increasing energy demand. In recent years, various studies have been conducted in the literature in recent years on hydraulic energy, which is widely used in terms of energy generation among renewable energy sources. In the current studies, they most examined the outputs experimentally or numerically by changing values such as blade angle, number of blades, blade length, fluid inlet angle, etc. In this study 2-D analyzes of modified turbine models were carried out by making improvements in the outer body of a horizontal axis pico water turbine that converts flow energy into electrical energy. Then, among the modified models, the turbine with the most efficient performance was determined, and the performance of the modified model was examined experimentally by producing it with the additive manufacturing method. As a result of the study, with the changes made to the turbine, a more efficient model was obtained than the original model.

Günümüzde gelişen teknoloji ile birlikte enerji ihtiyacı ve talebi her geçen gün artmaktadır. Yenilenemez enerji kaynaklarının aşırı kullanımı ve fosil yakıtların doğayı kirletmesi sonucunda oluşan ekonomik ve çevresel zararlar sürdürülebilir bir enerji ihtiyacına ve artan enerji talebini karşılamaya yönelik temiz enerji kaynağı olan yenilebilir enerji kaynaklarına yönelimi artırmıştır. Yenilenebilir enerji kaynakları arasında enerji üretimi açısından yaygın kullanıma sahip olan hidrolik enerji ile ilgili son yıllarda literatürde çeşitli araştırmalar yapılmıştır. Mevcut çalışmalarda çoğunlukla kanat açısı, kanat sayısı, kanat uzunluğu, akışkan giriş açısı vs. gibi değerleri değiştirerek çıktılarını deneysel veya nümerik olarak incelemişlerdir. Bu çalışmada ise akış enerjisini elektrik enerjisine dönüştüren yatay eksenli bir piko su türbinin dış gövde kısmında iyileştirmeler yapılarak modifiye edilmiş türbin modellerinin 2 boyutlu analizleri gerçekleştirilmiştir. Daha sonra modifiye edilmiş olan modeller arasında performansı en verimli olan türbin belirlenip eklemeli imalat yöntemi ile üretilip deneysel olarak da modifiye modelin performansı incelenmiştir. Çalışma sonucunda türbin üzerinde yapılan değişiklikler ile orijinal modele göre daha verimli bir model elde edilmiştir.