Konu
Ülkemizin artan nüfusu ve bunun getirmiş olduğu gelişim potansiyeliyle birlikte artan enerji ihtiyacının karşılanması ve enerji kaynaklarına düşen anlık yoğunluğun azaltılması gereklidir. Fosil yakıtlardan enerji üretimi neticesinde ortaya çıkan CO2 salınımları düşünüldüğünde yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımının arttırılması ve bu yöndeki bilimsel çalışmaların yapılması gerekmektedir. Bu projeyle, deniz üstü(offshore) rüzgâr türbini verimini ve kanatlarının servis süresini arttırmak, kanatların alabileceği hasarı en aza indirmek için malzeme geliştirmesi yapılarak muhtemel hasar sonrası kendi kendini iyileştirebilen, aşınma direnci ve darbe dayanımı yüksek olan rüzgâr türbini kanat malzemesi geliştirilmesi amaçlanmaktadır.
Projede bir deniz üstü rüzgar türbini kanadının çalışması esnasında maruz kaldığı rüzgar yükünü ve diğer yüklemeleri (ağırlık, merkezkaç kuvvet, vb.) belirledikten sonra, bu yüklemelerin kanat profiline bağlı olarak oluşturduğu gerilmeler hesap edilecektir. Sonrasında, bu gerilmeleri karşılayabilecek bir hibrit kompozit malzeme tasarımı yapılacaktır. Epoksi matrisli karbon ve cam elyafı takviyeli, tabakalı yapıda olması öngörülen kompozit malzemelerde silisyum karbür nano bıyıkçıklarının da kompozitlere eklenmesiyle mekanik özelliklerin iyileştirilmesinin yanı sıra erozyon direncinin de kompozitlere kazandırılması hedeflenmektedir. Kompozit tasarımından sonra, kompozitler vakum infüzyon yöntemi ile imal edilecek ve sonrasında karakterize edileceklerdir. Projemizde, tarafımızca imal edilecek mikrokapsüller aracılığıyla kompozitlere kendi kendini iyileştirme özelliği kazandırılması hedeflenmektedir. Kompozitler mekanik olarak karakterize edildikten sonra elde edilen malzeme özellikleri bir sonlu elemanlar yazılımına aktarılacak ve geliştirilen kompozitler kullanılarak tasarlanan kanat profili üzerinden yapısal sonlu elemanlar analizleri (SEA) gerçekleştirilecektir. Yapılacak SEA’nde, kanatların maruz kaldığı gerilmeler neticesinde kompozit malzemelerdeki oluşabilecek hasarı, Hashin ve Tsai-Wu hasar kriterlerini dikkate alarak bir yapısal optimizasyon çalışması yapılacaktır. Optimizasyon sonucunda kanatların kesitlerinin inceltilerek kanadın hafifletilmesi ve dolayısıyla türbin veriminin arttırılması hedeflenmektedir.