Hidroelektrik generatör tasarımında optimizasyon teknikleri
Optimization techniques in design of hydroelectric generator
- Tez No: 245563
- Danışmanlar: PROF. DR. OSMAN GÜRDAL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Teknik Eğitim, Enerji, Electrical and Electronics Engineering, Technical Education, Energy
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2009
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Teknik Eğitim Bölümü
- Bilim Dalı: Elektrik Eğitimi Ana Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Günümüzde sürekli olarak artan elektrik enerjisi talebi, tüm dünyayı gittikçe tükenmekte olan fosil yakıtlara alternatif enerji kaynakları arayışına yöneltmiştir. Yenilenebilir enerji kaynakları olarak adlandırılan bu kaynaklar içinde en fazla tüketileni su gücüdür. Bu nedenle büyük güçlü hidroelektrik santrallerin yanı sıra küçük ölçekli santraller kurularak dünyada mevcut su potansiyelinin elektrik enerjisine dönüştürülmesinde maksimum fayda sağlamak önemlidir. Kurulmuş ve kurulacak olan bu santrallerde enerji çevrimaracı olarak generatörler kullanılmaktadır. Enerji üretiminde kullanılan generatörlerin tasarımı oldukça karmaşık ve deneyim gerektiren bir süreçtir. Optimizasyon bilimde, mühendislikte, ekonomide, yönetimde, endüstride ve diğer alanlarda sıklıkla ve artan bir şekilde kullanılan yeni bir konudur. Son yıllarda geliştirilen optimizasyon teknikleri sayesinde hidrogeneratör tasarımında bu tekniklerin kullanılmasıyla beraber generatörlerden maksimum verim alınması, boyutlarının küçülmesi ve hacim başına kullanılan aktifmateryal kullanımının azalması gibi önemli sonuçlar elde edilmiştir. Türkiye'de ve dünyada hidroelektrik potansiyeli üzerinde durulmuştur. Çalışmanın konusu içerisinde yer alan hidroelektrik santraller hakkında kısaca bilgi verilmiştir. Türkiyede enerji verimliliği ve çalışmanın amacı özetlendikten sonra, literatürözeti ve hidrogeneratör tasarımı üzerinde durulmuş, elektromanyetik tasarım, boyutlandırma ve ısıl tasarım konularında bilgi verilmiştir. Elektrik makinalarının tasarımında kullanılan ve çalışmanın amacını oluşturanhidrogeneratör tasarımında kullanılan optimizasyon teknikleri incelenmiş ve bu teknikler hakkında bilgi verilmiştir. İkinci dereceden hassasiyet analizi içeren geliştirilmiş bir tasarım hassasiyet analizi denklemi sunulmuştur. Özellikle hidrogeneratörün fiziki yapısı, karakteristik değerleri ve çalışma parametreleriüzerinde durulmuştur. Generatör çalışma durumunda ve boşta makine performansını etkileyen geçici ve alt geçici reaktanslar, direnç, verim, faz akımları, hava aralığı akı yoğunlukları ve kullanılan malzeme miktarları gibi büyüklükler simülasyon sonucu olarak elde edilmiştir. Giriş tasarımı yapılan hidrogeneratöre ait optimizasyon parametreleri belirlenip boyut optimizasyonu yoluyla maliyet'i azaltmak ve verimi arttırmak için çalışmalar yapılıp ilk simülasyon sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır. İlk tasarımdan elde edilen sonuçlar ve geliştirilen teknikle yapılan sonuçlar sunulmuştur.
Özet (Çeviri)
Today, continuously increasing electrical energy demand is directed the world to investigate of alternative energy sources instead of fossil fuels. The most consupted one of these that called renewable energy sources is hydro-electrical power. Therefore, it is important to maximum benefit from this potential. Ahydrogenerator is used for energy conversion in power plants that is established and will be set up. It is very complex and need to experiment to design of hydrogenerator. Optimization Theory and Methods is a young subject in applied mathematics, computational mathematics and operations research which haswide applications in science, engineering, business management, military and space technology. Last years, optimization theory and techniques are used for design of hydrogenerator. As a result, decrease machine size, increase efficiency and low cost. Hydro-electrical potential is explained in Turkey and also the world. Hydro-electrical power plants, components, and construction stages are described. Energy efficiency has been discussed in Turkey, after summarized the aim of study. Design of hydrogenerator, electromagnetic design, sizing and thermal design subject are explained in detailed. Each methods in design of electrical machines and hydrogenerator are explained in the investegated optimization techniques. An improved second order sensitivity analysis based on numerical approach equation to shape optimization is presented. Technical information are given about hydrogenerator, particularly, physical structure, characteristic values, curves, and operation parameters of hydrogenerator are analyzed. These values are effects machine performance in generator operating situation, such as transient and sub-transient reactance, effective resistance, voltage regulation, airgap flux density, efficiency etc, are determined by simulation progress. Optimization parameters of hydrogenerator are determined to optimise such as SCR (short circuit ratio) and stator bore diameter. As a result, simulation result and optimisation results are compared. Conclusion information is presented.
Benzer Tezler
- Sabit mıknatıslı senkron generatörlerin modellenmesi ve optimizasyonu
Modelling and optimization of permanent magnet synchronous generators
ERHAN NERGİZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Enerjiİzmir Katip Çelebi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ LEVENT AYDIN
- Francis turbine design and optimization by using CFD
HAD analizleri yardımı ile francis türbin tasarımı ve optimizasyonu
BERK CAN DUVA
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HABİL METE ŞEN
PROF. DR. ERKAN AYDER
- Numerical simulation model of run of river hydropower plants: Concepts, Numericalmodeling, Turbine system and selection, and design optimization
Akarsu Hidroelektrik Santrallerinin Sayısal Simülasyon Modeli: Kavramlar, Sayısal Modelleme, Türbin Sistemi Seçimi ve Tasarım Optimizasyonu
VEYSEL YILDIZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
İnşaat MühendisliğiUnıversıty Of Calıfornıa Irvıneİnşaat Ana Bilim Dalı
PROF. JASPER VRUGT
- Şebekeden bağımsız bir PV sisteminin simülasyon yazılımları ile boyutlandırılması ve maliyet analizi
Sizing and cost analysis of an off-grid PV system with simulation software
İBRAHİM GÜR
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. COŞKUN FIRAT
- Akarsu havzası sistemlerinin planlanması için genel maksatlı bir simülasyon modeli
A General-purpose simulation model for planning of river basın systems
DEMİRAY ŞİMŞEK