Konu
Bu proje, İstanbul Boğazı’nın çift yönlü ve çok katmanlı akış yapısına sahip akıntılarından elektrik üretimi amacıyla çevre dostu, düşük gürültü ve kavitasyon özelliklerine sahip bir akıntı türbini tasarımını ve bu türbinin jeneratör ve şarj altyapısıyla entegrasyonunu hedeflemektedir. İstanbul Boğazı’nın hidrodinamik karakteristiği türbin sistemleri için son derece karmaşık bir çalışma ortamı sunmaktadır; ters yönlü akıntılar sonucu oluşan kayma tabakaları, geometrik düzensizliklerden kaynaklanan akış bozuntuları, tanker geçişleri ve türbinler arası iz bölgesi etkileşimlerinin yarattığı büyük ölçekli girdap yapıları, türbin performansında zamana bağlı değişimlere ve yapısal titreşim problemlerine ve dolayısıyla performanslarında verim düşüklüğüne ve yapısal sorunlara yol açmaktadır. Bu koşullar, İstanbul Boğazı’na özgü hidrodinamik, ekolojik ve operasyonel şartlara uyum sağlayacak yenilikçi ve özgün bir türbin tasarımını zorunlu kılmaktadır. Bu çerçevede ilk aşamada fizibilite çalışmaları yürütülerek Coğrafi Bilgi Sistemleri ve çok kriterli karar analiziyle yer seçimi, akıntı potansiyeli, ihtiyaç miktarı, seyrüsefer/ekoloji uygunluğu ve denizaltı kablo entegrasyonu değerlendirilecektir. Ardından hidrodinamik tasarım aşamasında kanat kiriş boyları ve burulma açıları optimize edilecek; panel yöntemiyle kesit geometrileri ve kavitasyon karakteristikleri belirlenecek; farklı uç-hız oranlarında (TSR) güç, itme ve verim hesaplanacaktır. Seçilen optimum kanat, Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği ile incelenecek; türbin çalışma koşullarında kavitasyon gözlenmesi halinde TÜBİTAK 1001 (125M390) ve İTÜ GAP (MGA-2025-46993) projelerinden elde edilen basınç gözenekleri teknolojisi uygulanarak kavitasyon ve hidroakustik gürültü azaltımı sağlanacak, farklı gözenek geometrileri karşılaştırılacaktır. Bunu takiben, türbin–jeneratör entegrasyonu kapsamında sürekli mıknatıslı senkron jeneratör, doğrultucu ve doğru akım dönüştürücü tasarlanacak; elde edilen enerji güvenli biçimde şarj istasyonlarına aktarılacak ve güç kalitesi/koruma koşulları doğrulanacaktır. Tasarım, sayısal akış çözümleri ile kavitasyon tüneli ve çekme tankı testlerinin birleştirilmesi yoluyla THS-4 düzeyinde laboratuvar ortamında sistem doğrulamasına tabi tutulacaktır. Ayrıca, daimi olmayan akış etkileriyle akıntı ve dalgaların türbin üzerinde oluşturacağı dinamik yükler Trisonik Laboratuvarı’nda bulunan serbest yüzeye sahip su kanalında niceliksel akış görüntüleme ve eş zamanlı kuvvet/moment ölçümleri ile incelenecektir. Bu etkilerin sebep olacağı hidroelastik davranış ise niceliksel akış görüntüleri ile birlikte türbin kanatlarının şekil değişiminin deneysel olarak belirlenmesi ve hesaplamalı olarak ele alınması ile incelenerek modellenecektir. Bakım-işletme boyutunda otonom destek teknesi geliştirilerek süreklilik ve güvenilirlik artırılacak; ayrıca İstanbul deniz taşımacılığının emisyon profili ortaya konulacak, elektrikli filoya geçişin emisyon azaltımları senaryo bazlı değerlendirilecek ve kamuoyu gruplarında anket ve bilgilendirme çalışmaları yapılacaktır. Nihai proje çıktıları, İstanbul Boğazı’na özgü türbin tasarımı, güç, kavitasyon ve gürültü karakteristikleri, hidroelastik analiz ve enerji entegrasyonu ile deniz taşımacılığının elektrifikasyonuna ölçülebilir katkı sağlayacak özgün bir konsept niteliği taşımaktadır.