SÜREKLİ MIKNATISLI SENKRON GENERATÖRLÜ RÜZGAR SANTRALİ

Abstract

Sürekli mıknatıslı senkron generatörlü rüzgar santrali projesinin gerçekleştirilme amacı; atıkları ile çevreye zararlı fosil kaynaklı yakıtlardan tamamen uzak, çevre dostu ve en önemlisi yenilenebilir enerji kaynağı ile kaliteli elektrik enerjisi üretmek ve sürekli mıknatıslı senkron generatörlü rüzgar santralini modelleyerek kullanım alanlarının yaygınlaşmasına katkı sağlamaktır. Bu amaçlar doğrultusunda, sürekli mıknatıslı senkron generatörlü rüzgar santrali uygulama çalışması yapılmış ve bu uygulama çalışması sonucu elde edilen deneysel bulgular ile bilgisayar benzetim sonuçları karşılaştırılmıştır. Çalışma başlangıcında, rüzgar enerjisinin oluşumu, tarihsel gelişim süreçleri, olumlu ve olumsuz çevre faktörleri belirtilmiştir. Çalışmanın devamında ise rüzgar türbin sistemleri farklı özelliklerine göre sınıflandırılmıştır. İlerleyen bölümlerde rüzgar türbin sistemlerinde kullanılan generatör sistemleri açıklanmış, birbirlerine göre bu generatör sistemlerinin avantaj ve dezavantajları sıralanmıştır. Sistemin prototip çalışması için sürekli mıknatıslı senkron generatör kullanılmasına karar verildikten sonra sürekli mıknatıslı senkron generatör modelinin oluşturulması için matematiksel denklemleri verilmiştir. Ayrıca rüzgar enerjisinin mekaniksel enerjiye dönüşümü ifade edildikten sonra rüzgar enerjisinden maksimum seviyede faydanılması için gerekli ifadeler belirtilmiştir. Yukarıda bahsi geçen tanımlamalardan sonra sürekli mıknatıslı senkron generatörlü rüzgar santrali uygulama çalışması için gerekli devre eleman seçim parametreleri açıklanarak, sürekli mıknatıslı senkron generatörlü rüzgar santralinin montajı yapılmıştır. Sistem modeli gerçekleştirildikten sonra deneysel çalışmalara başlanılmıştır. Bu süreç içerisinde tasarımı yapılan sürekli mıknatıslı senkron generatörlü rüzgar santrali modelinin Matlab/Simulink bilgisayar programında benzetim çalışması da gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın son bölümünde ise sürekli mıknatıslı senkron generatörlü rüzgar santralinin prototip çalışmasının deneysel bulguları ile benzetim çalışması sonuçları karşılaştırılmıştır. Ayrıca elektrik enerji üretimi gerçekleştirilirken; yüksek verimli bir sistemin tasarlanması, çıkışının kontrol edilebilir olması ve çevresel faktörlere karşı hassas olması gibi önemli parametrelere dikkat edilmesi gerektiği vurgulanmıştır.The objective of carrying out wind plant project with permanent magnetic synchronous generator is to generate quality electric energy with especially renewable energy source which is environment-friendly and far from the fossil-sourced fuel oils which may give harm to environment and also to make contributions to increase the usage areas of wind plants by modelling wind plants with permanent magnetic synchronous generator. In line with these goals, wind plants with permanent magnetic synchronous generator have been implemented and the resulting experimental findings have been compared to computer simulation results. In the beginning of the study, formation of wind energy, historical development processes, positive and negative environmental factors have been determined. In continuation of the study, wind turbine systems are classified according to their different characteristics. Subsequently, generator systems used in wind plants have been explained and advantages and disadvantages are listed comparatively. After it has been decided that permanent magnetic synchronous generator should be used, mathematical equations have been provided for the creation of permanent magnetic synchronous generator model. In addition, after the conversion of wind energy into mechanical energy has been expressed, necessary statements have been described for the maximal use of wind energy. Following the above mentioned definitions, parameters for selecting necessary circuit elements for wind plants with permanent magnetic synchronous generator have been explained and wind plant with permanent magnetic synchronous generator has been erected. After the system model, experimental studies have been commenced. Throughout this process, wind plant with permanent magnetic synchronous generator has been simulated in Matlab / Simulink computer software. In the last part of the study, experimental findings of wind plants with permanent magnetic synchronous generator have been compared to results of simulation work. Furthermore, while electric energy is generated, attention should be paid to parameters such as design of a highly effective system, having controllable output and being sensitive to environmental factors.