TR202011794A2 - Üç pervaneli̇ ve ters dönüşlü rüzgâr türbi̇ni̇ - Google Patents

Abstract

Buluş; rüzgâr gücünden elektrik enerjisi elde edilmesinde kullanılan, yüksek üretim kapasitesine ve yüksek bir verime sahip olan üç pervaneli ve ters dönüşlü bir rüzgâr türbini ile ilgilidir.

Description

TARIFNAME Üç PERVANELI VE TERS DÖNÜSLÜ RÜZGÂR TÜRBINI TEKNIK ALAN Bulus; rüzgârli alanlarda rüzgâr gücünden faydalanilarak elektrik enerjisi elde edilmesi amaciyla kullanilan, halihazirda kullanilmakta olan geleneksel rüzgâr türbinlerine göre daha küçük bir kurulum alanina ihtiyaç duyan, buna ragmen daha yüksek üretim kapasitesine ve yüksek bir verime sahip olan, disli kullanimi içermeyen ve dogrudan tahrik mekanizmasi barindiran üç pervaneli ve ters dönüslü bir rüzgâr türbini ile ilgilidir. ÖNCEKI TEKNIK Enerjinin tanimi, is yapabilme yetenegi olarak verilmektedir. Günümüzde enerji ihtiyaci, her geçen gün büyüyen ekonomilerin ve endüstriyel faaliyetlerin sonucunda hizla artmaktadir. Endüstriyel faaliyetler nedeniyle en temel enerji tüketimi elektrik enerjisinde gerçeklesmektedir. Enerji üretiminde agirlikli olarak fosil kaynakli yakitlar (petrol, kömür, dogalgaz vb.) kullanilmaktadir.

Fosil kaynakli yakitlarin hizla tükenmekte olan rezervleri ve çevreye verdikleri zararlardan dolayi eski enerji üretim teknolojileri terkedilmeye baslanmistir. Fosil yakitlar kullanildiginda dünya atmosferine yayilan karbon dioksit, kükürt dioksit, azot oksit, toz ve kurum yakin çevre üzerinde büyük olumsuzluklara neden olurken, karbon dioksit ve benzeri sera gazlari da küresel iklim degisikligine yol açmakta ve tüm dünya için tehdit olusturmaktadir. Bahsi geçen tüm bu olumsuzluklar karsisinda temiz ve yenilenebilir enerji kaynaklari üzerinde arastirmalar ve çalismalar yapilmaya baslanmis ve bu kaynaklarin birçok alanda kullanilmasi için uygulamalar baslatilmistir.

Temiz ve yenilenebilir enerji kaynaklarinin basinda günes enerjisi ve rüzgâr enerjisi gelmektedir. Günes enerjisi, günümüzde kullanilan en temiz ve masrafsiz enerji kaynagidir. Kullanimi giderek yayginlasan günes enerjisi, önceleri isi enerjisi olarak kullanilirken son zamanlarda gelisen teknolojiyle birlikte elektrik üretimi için de kullanilmaya baslanmistir. Günes enerjisinden faydalanma orani hava durumuna ve yil içindeki günesli gün sayisina göre degismektedir. Bulutlu ve kapali havalar günes enerjisinden faydalanabilme imkânini sinirlamaktadir. Bu durum günes enerjisinden elektrik enerjisi elde etmek için kurulmus olan günes panellerinin verimini düsürmektedir.

Günes enerjisinden sonra en fazla kullanilan temiz ve yenilenebilir enerji kaynagi rüzgâr enerjisidir. Rüzgâr enerjisinden faydalanmak için kurulan rüzgâr türbinleri, rüzgârin olusturdugu hava akimi ile dönmekte ve bu dönme hareketi sonucu olusturulan manyetik alan sayesinde elektrik enerjisi elde edilebilmektedir.

Mevcutta kullanilan rüzgâr türbinleri, kurulum alani bakimindan çok büyük alanlar isgal etmekte fakat kurulum alani ile kiyaslandiginda elektrik enerjisi üretimi konusunda yeterli verime ulasamamaktadir.

Geleneksel rüzgâr türbinlerindeki düsük üretim veriminin sebeplerinden bir tanesi konvansiyonel tek pervaneli yapidir. Rüzgâr türbinin kurulu oldugu alandaki rüzgâr gücünden faydalanmak için yalnizca bir adet pervane kullanilmakta ve bu durum potansiyel rüzgâr gücünün tam anlamiyla degerlendirilememesine neden olmaktadir. Düsük üretim veriminin sebeplerinden bir digeri ise rüzgâr gücü ile elde edilen dönme hareketinin, elektrik enerjisi üretecek olan jeneratöre aktarilmasinda kullanilan disli yapilaridir. Jeneratöre aktarilan hareket enerjisi, kullanilan disliler nedeniyle bir miktar kaybolmakta ve bu da elektrik enerjisi üretimine yansiyarak verim düsüne yol açmaktadir.

Rüzgâr gücünden faydalanmak suretiyle elektrik enerjisi üretimi amaciyla kullanilan rüzgâr türbinlerini konu alan birçok çalisma yapilmis olup TR 2020/05258 numarali bir ulusal patent basvurusunda “Verimi arttirilmis düsey eksenli bir rüzgâr türbini” konulu bir çalisma açiklanmaktadir. Bahsi geçen çalismanin; kanat genisligine göre eksantriklik çapi degisebilen, agirlik dengelemeli bir kuyruk sistemine sahip bir düsey eksen rüzgar türbini oldugu açiklanmakta ve rüzgar türbininin belirli sayida kanatlar, bir alternatör sistemi, kanatlar ile bir rotor veya alternatör sistemi arasindaki hareket aktarimini saglayan bir eksantrik hareket mekanizmasi ve kanatlari eksantrik hareket mekanizmasina baglayan her bir kanat için kollar ve bir kuyruk içerdigi belirtilmektedir.

TR 2020/01184 numarali bir ulusal faydali model basvurusunda “Yatay eksenli genis ve kisa kanada sahip yüksek verimli rüzgâr türbini” konulu bir çalisma anlatilmaktadir. Özellikle konutlarda kullanilan rüzgâr türbinleri kapasitesi yetersiz görülmekte olup konutlarin ihtiyaci olan enerjinin tamamini karsilamak amaciyla ikinci bir direk ve diger malzemelere gerek duyulmadan daha az maliyetle daha fazla rüzgârdan elektrik enerjisi saglayabilmek için tasarlandigi açiklanmaktadir.

Türbinlerin yatay eksenli tipte oldugu, kanatlarin genis ve kisa oldugu, daha fazla kanat yüzeyi ile rüzgârdan daha fazla faydalanma saglandigi belirtilmektedir.

EP3341608B1 yayin numarali bir Avrupa Patent basvurusunda “Yatay rotor dönme eksenine sahip tünel rüzgâr türbini” konulu bir çalisma açiklanmaktadir. Çalismaya konu türbinin, eksenel kesitte konveks-konkav hava profili sekline sahip oldugu döner bir gövde formundaki bir difüzörü ve difüzörün bogaz düzleminde dönen ve alt uçlar ile bir göbege bagli olan kanatlari olan bir rotoru Içerdigi belirtilmektedir.

EP312144181 yayin numarali bir baska Avrupa Patent basvurusunda “Bir rüzgâr türbinine yönelik rotor kanadi kök düzenegi konulu bir çalismadan bahsedilmektedir. Bahsi geçen çalismanin; bir rüzgâr türbininin bir rotor kanadi için bir kök düzenegi ve bunun imalat yöntemleri ile ilgili oldugu açiklanmaktadir.

Kök düzeneginin, radyal bir boslugun ayirdigi bir iç yan duvar yüzeyine ve bir dis yan duvar yüzeyine sahip olan bir kanat kökü kesitini, radyal boslugun içinde çevresel olarak aralik birakilan birden çok kök geçmelerini ve istege bagli olarak bir ya da daha çok kök geçmeleri arasinda yapilandirilmis birden çok ara parçayi Içerdigi belirtilmektedir.

Sonuç olarak mevcut teknikte var olan ve günümüzde kullanilmakta olan yapilanmalara ve uygulamalara ait eksikliklerin ve dezavantajlarin ortadan kaldirilmasina olan gereksinim, ilgili teknik alanda bir gelistirme yapmayi zorunlu kilmaktadir.

BULUSUN AMACI Mevcut bulus yukarida bahsedilen dezavantajlari ortadan kaldirmak ve ilgili teknik alana yeni avantajlar saglamak Üzere gelistirilmis, üç pervaneli ve ters dönüslü bir rüzgâr türbini ile ilgilidir.

Bulusun amaci; hâlihazirda kullanilan rüzgâr türbinlerinin sahip oldugu geleneksel pervane yapisina göre daha fazla pervane ve kanat barindiran ayrica rüzgâr gücü ile elde edilen dönme hareketinin jeneratöre aktarilmasinda dogrudan tahrik mekanizmasi kullanan bir rüzgâr türbini yapisi olusturulmasinin saglanmasidir.

Bulusun baska bir amaci; hâlihazirda kullanilan rüzgâr türbinlerinin sahip oldugu geleneksel pervane yapisina göre daha fazla pervane ve kanat barindiran ayrica rüzgâr gücü ile elde edilen dönme hareketinin jeneratöre aktarilmasinda dogrudan tahrik mekanizmasi kullanan bir rüzgâr türbini yapisi olusturulmasi sayesinde, birim alandaki potansiyel rüzgâr gücünden daha fazla yararlanmaya imkân veren ve buna bagli olarak daha yüksek bir elektrik enerjisi üretimi veriminin ortaya koyulmasini saglayan bir yapilanma olusturulmasidir.

Bulusun diger bir amaci; birim alandaki potansiyel rüzgâr gücünden daha fazla yararlanmaya imkân veren ve buna bagli olarak daha yüksek bir elektrik enerjisi üretimi veriminin ortaya koyulmasini saglayan bir yapilanma olusturulmasi sayesinde, elektrik enerjisi üretiminde karsilasilan maliyetlerin en aza indirilmesinin saglanmasidir.

Bulusun yapisal ve karakteristik özellikleri ve tüm avantajlari asagida verilen sekiller ve bu sekillere atiflar yapilmak suretiyle yazilan detayli açiklama sayesinde daha net olarak anlasilacaktir ve bu nedenle degerlendirmenin de bu sekiller ve detayli açiklamanin göz önüne alinarak yapilmasi gerekmektedir.

SEKILLERIN KISA AÇIKLAMASI Yukarida kisaca özetlenen ve asagida daha detayli ele alinan mevcut bulusun uygulamalari, bulusun ekteki çizimlerde betimlenen örnek uygulamalarina basvurarak anlasilabilir. Ancak ekteki çizimlerin yalnizca bu bulusun tipik uygulamalarini betimledigini ve bulus, bu nedenle, diger esit derecede etkili uygulamalara izin verebilecegi için, kapsamini sinirladiginin varsayilmayacagini belirtmek gerekir.

Anlasilmayi kolaylastirmak adina, sekillerde ortak olan özdes elemanlari belirtmek için, mümkün hallerde özdes referans numaralari kullanilmistir. Sekiller ölçekli çizilmemistir ve açiklik için basitlestirilebilir. Bir uygulamanin elemanlari ve özelliklerinin daha fazla açiklama lüzum olmaksizin diger uygulamalara faydali bir biçimde dâhil edilebilecegi düsünülmektedir.

Sekil-1: Bulusa konu ürünü önden gösteren temsili perspektif görünümdür.

Sekil-2: Bulusa konu ürünü arkadan gösteren temsili perspektif görünümdür.

Sekil-3: Bulusa konu ürünün mekanizma detaylarini gösteren temsili perspektif görünümdür.

Sekil-4: Bulusa konu ürünün mekanizma detaylarini yandan gösteren temsili görünümdür.

REFERANS NUMARALARI 100. Kule 101. Pervane yuvasi 102. Gövde 103. Karsi dönüslü jeneratör 104. Arka kanat grubu 105. Orta kanat grubu 106. Ön kanat grubu 107. Birinci rotor 108. Ikinci rotor 109. Üçüncü rotor BULUSUN DETAYLI AÇIKLAMASI Bulus konusu olan Ürünün bu detayli açiklamadaki tercih edilen alternatifleri, sadece konunun daha iyi anlasilmasina yönelik olarak ve hiçbir sinirlayici etki olusturmayacak sekilde açiklanmaktadir.

Bulus; rüzgâr alan ve rüzgâr potansiyeli yüksek olan alanlarda rüzgâr gücünden faydalanilarak elektrik enerjisi elde edilmesi amaciyla kullanilan, mevcut teknikte kullanilmakta olan geleneksel rüzgâr türbinlerine göre daha küçük bir kurulum alanina ihtiyaç duyan, buna ragmen daha yüksek üretim kapasitesine ve yüksek bir üretim verimine sahip olan, herhangi bir disli sistemi kullanimi içermeyen ve dogrudan tahrik mekanizmasi barindiran üç pervaneli ve ters dönüslü bir rüzgâr türbini ile ilgilidir.

Bulus konusu ürün genel olarak; en az 5 adet kanattan olusan en az bir adet arka kanat grubu (104), en az 7 adet kanattan olusan en az bir adet ön kanat grubu (106), arka kanat gurubu (104) ile ön kanat grubu (106) arasina yerlestirilmis ve en az 9 adet kanattan olusan en az bir adet orta kanat grubu (105), arka kanat grubunun (104) bagli oldugu ve saat yönünün tersinde dönen en az bir adet üçüncü rotor (109), orta kanat grubunun (105) bagli oldugu, saat yönünde dönen ve üçüncü rotor (109) içerisinden geçen en az bir adet ikinci rotor (108), ön kanat grubunun (106) bagli oldugu, saat yönünün tersinde dönen, üçüncü rotor (109) ve ikinci rotor (108) içerisinden geçen en az bir adet birinci rotor (107), statoru birinci rotor (107) ve Üçüncü rotor (109) tarafindan döndürülen ayrica rotoru ikinci rotor (108) tarafindan aksi istikamette döndürülen en az bir adet karsi dönüslü jeneratör (103), ön kanat grubunun (106), orta kanat grubunun (105) ve arka kanat grubunun (104) içerisinde yer aldigi ve döndügü en az bir adet pervane yuvasi (101), tüm mekanizmayi üzerinde barindiran en az bir adet gövde (102), tüm yapiyi tasiyan ve yükselten en az bir adet kule (100) içermektedir. Ön kanat grubunda (106), orta kanat grubunda (105) ve arka kanat grubunda (104) yer alan kanatlar, tercihen 60 derecelik açiya sahiptir.

Rüzgarin etkisiyle dönen ön kanat grubuna (106) ve arka kanat grubuna (104) bagli birinci rotor (107) ve üçüncü rotor (109), karsi dönüslü jeneratörün (103) statorunu dogrudan döndürmekte, rüzgâr etkisiyle ön kanat grubunun (106) ve arka kanat grubunun (104) aksi istikametinde dönen orta kanat gurubuna (105) bagli ikinci rotor (108) ise karsi dönüslü jeneratörün (103) rotorunu döndürmektedir. Rüzgârdan elde edilen dönme hareketinin karsi dönüslü jeneratöre (103) iletilmesinde herhangi bir disli sistemi kullanilmamakta, böylece hem rotoru hem de statoru aksi yönlerde ve dogrudan tahrik edilen karsi dönüslü jeneratör (103), verimli bir sekilde elektrik enerjisi üretebilmektedir. Ön kanat grubunda (106), orta kanat grubunda (105) ve arka kanat grubunda (104) yer alan çok sayida kanat sayesinde rüzgâr gücü efektif bir sekilde kullanilabilmektedir.

Tüm bunlara bagli olarak, birim kurulum alani basina elde edilen elektrik enerjisi miktari, geleneksel rüzgâr türbinlerine nazaran daha üst düzeylerde tutulabilmekte ve elektrik enerjisi üretim maliyetleri asagiya çekilebilmektedir.

Her bir kurulum alaninin meteorolojik verilerine göre türbin performansini uygun ve istenen bir seviyeye ayarlamak için türbinde bulunan kanat sayilari ve açilari degistirilebilmektedir.

Bulusa konu ürün, pervane yuvasi (101) ile birlikte kurulabilecegi gibi pervane yuvasi (101) olmadan da kurulum saglanabilmektedir.

Bulusun alternatif bir yapilanmasinda, enerji kayiplarinin en üst düzeyde azaltilmasi için birinci rotor (107), ikinci rotor (108) ve üçüncü rotor (109) devreden çikarilmakta, ön kanat grubu (106), orta kanat grubu (105) ve arka kanat grubu (104) dogrudan karsi dönüslü jeneratörün (103) gövdesine baglanmaktadir.

Claims (2)

ISTEMLER

1. Bulus; rüzgâr alan ve rüzgâr potansiyeli yüksek olan alanlarda rüzgâr gücünden faydalanilarak elektrik enerjisi elde edilmesi amaciyla kullanilan, mevcut teknikte kullanilmakta olan geleneksel rüzgâr türbinlerine göre daha küçük bir kurulum alanina ihtiyaç duyan, buna ragmen daha yüksek üretim kapasitesine ve yüksek bir üretim verimine sahip olan, herhangi bir disli sistemi kullanimi içermeyen ve dogrudan tahrik mekanizmasi barindiran üç pervaneli ve ters dönüslü bir rüzgâr türbini olup özelligi; en az 5 adet kanattan olusan en az bir adet arka kanat grubu (104), - en az 7 adet kanattan olusan en az bir adet ön kanat grubu (106), - arka kanat gurubu (104) ile ön kanat grubu (106) arasina yerlestirilmis ve en az 9 adet kanattan olusan en az bir adet orta kanat grubu (105), - arka kanat grubunun (104) bagli oldugu ve saat yönünün tersinde dönen en az bir adet üçüncü rotor (109), - orta kanat grubunun (105) bagli oldugu, saat yönünde dönen ve üçüncü rotor (109) içerisinden geçen en az bir adet ikinci rotor (108), - ön kanat grubunun (106) bagli oldugu, saat yönünün tersinde dönen, üçüncü rotor (109) ve ikinci rotor (108) içerisinden geçen en az bir adet birinci rotor (107), - statoru birinci rotor (107) ve üçüncü rotor (109) tarafindan döndürülen ayrica rotoru ikinci rotor (108) tarafindan aksi istikamette döndürülen en az bir adet karsi dönüslü jeneratör (103) içermesidir.

2. Istem 1'e uygun üç pervaneli ve ters dönüslü bir rüzgâr türbini olup özelligi; ön kanat grubunun (106), orta kanat grubunun (105) ve arka kanat grubunun (104) içerisinde yer aldigi ve döndügü en az bir adet pervane yuvasi (101) içermesidir. . Istem 1'e uygun üç pervaneli ve ters dönüslü bir rüzgâr türbini olup özelligi; tüm mekanizmayi üzerinde barindiran en az bir adet gövde (102) içermesidir. . istem 1'e uygun üç pervaneli ve ters dönüslü bir rüzgâr türbini olup özelligi; tüm yapiyi tasiyan ve yükselten en az bir adet kule (100) içermesidir. . istem 1'e uygun üç pervaneli ve ters dönüslü bir rüzgâr türbini olup özelligi; ön kanat grubunda (106), orta kanat grubunda (105) ve arka kanat grubunda (104) yer alan kanatlarin tercihen 60 derecelik açiya sahip olmasi ile karakterize edilmesidir. . istem 1'e uygun üç pervaneli ve ters dönüslü bir rüzgâr türbini olup özelligi; her bir kurulum alaninin meteorolojik verilerine göre türbin performansini uygun ve istenen bir seviyeye ayarlamak için türbinde bulunan kanat sayilarinin ve açilarinin degistirilebilmesi ile karakterize edilmesidir. . Istem 1'e uygun üç pervaneli ve ters dönüslü bir rüzgâr türbini olup özelligi; pervane yuvasi (101) olmadan kurulabilmesi ile karakterize edilmesidir. . Istem 1'e uygun üç pervaneli ve ters dönüslü bir rüzgâr türbini olup özelligi; alternatif bir yapilanma olarak, birinci rotora (107), ikinci rotora (108) ve üçüncü rotora (109) olan ihtiyaci ortadan kaldirip enerji kayiplarini en üst düzeyde azaltmak için ön kanat grubunun (106), orta kanat grubunun (105) ve arka kanat grubunun (104) dogrudan karsi dönüslü jeneratörün (103) gövdesine bagli olmasi ile karakterize edilmesidir.