Dersin Ayrıntıları
YarıyılKoduAdıT+U+LKrediAKTS
8MAKS418Rüzgar Enerjisi3+0+036

Dersin Detayları
Dersin Dili Türkçe
Dersin Düzeyi Lisans
Bölümü / Programı Metalurji ve Malzeme Mühendisliği
Öğrenim Türü Örgün Öğretim
Dersin Türü Seçmeli
Dersin Amacı Rüzgar enerjisi ile ilgili temel kavram ve bağıntıları, rüzgar verilerinin hangi yöntemlerle ve nasıl analiz edildiğini açıklamak. Rüzgar türbinlerinin çalışma prensiplerini ve bileşenlerini tanıtmak. Verilen bir sahada bir rüzgar türbininin enerji hesaplamalarının doğrudan ve istatistiksel yöntemlerle nasıl yapıldığını açıklamak.
Dersin İçeriği Enerji ve türleri. Yenilenebilir enerji kaynaklarının tanımı, çeşitleri, temel özellikleri ve sınıflandırılması. Enerji dönüşüm verimleri.Rüzgar enerjisi ile ilgili temel kavram ve bağıntılar. Coriolis Kuvveti. Küresel Rüzgarlar,Yerel Rüzgarlar. Rüzgardaki Enerji.Rüzgar Hızı Ölçümü.Rüzgar Gülü, Pürüzlülük ve Rüzgar Kırpılması. Türbülans, Rüzgar Engelleri, Rüzgar Gölgesi, İz Etkisi, Park Etkisi, Hızlanma Etkisi. Türbin Yerleşim Yerinin Seçilmesi, Deniz Üstü (Offshore) Rüzgar Koşulları. Rüzgar türbinlerinin çalışma prensipleri, türleri, bileşenlerinin özellikleri, türbinlerde kontrol, lift ve sürükleme kuvvetleri, rotor aerodinamiği, yaw mekanizması, pitch ve stall kontrolü. Rüzgar Türbini Enerji Üretiminin Hesaplanması.Rüzgar Değişimlerinin Tanımlanması: Weibull Dağılımı, Ortalama Şişe Boyu Yaklaşımı, Ortalama Rüzgar Gücü, Betz Kanunu, Güç Yoğunluk Fonksiyonu, Rüzgar Türbininin Güç Eğrisi, Güç Katsayısı, Rüzgar Türbini Yıllık Enerji Üretimi (Doğrudan ve İstatistiksel Yöntemler). Rüzgar Türbini Tasarımı: Rüzgar Türbinleri: Yatay, Düşey Eksenli? Rüzgarı Önden Alan (Upwind), Arkadan Alan (Downwind) Türbinler, Kanat Sayısı.Küresel Rüzgarlar,Yerel Rüzgarlar: Kara ve Deniz Meltemleri,Yerel Rüzgarlar: Dağ ve Vadi Rüzgarları, Rüzgardaki Enerji: Hava Yoğunluğu ve Rotor Alanı, Rüzgarın Gücü: Rüzgar Hızının Küpü, Rüzgar Hızı Ölçümü: Anemometreler, Rüzgar Gülü, Pürüzlülük ve Rüzgar Kırpılması. Türbülans, Rüzgar Engelleri, Rüzgar Gölgesi, İz Etkisi, Park Etkisi, Hızlanma Etkisi: Tünel Etkisi, Hızlanma Etkisi: Tepe Etkisi, Türbin Yerleşim Yerinin Seçilmesi, Deniz Üstü (Offshore) Rüzgar Koşulları. Rüzgar türbinlerinin çalışma prensipleri, türleri, bileşenlerinin özellikleri, türbinlerde kontrol, enerji dönüşüm verimleri, kaldırma ve sürükleme kuvvetleri, rotor aerodinamiği, yaw mekanizması, pitch ve stall kontrolü. Rüzgar Türbini Enerji Üretiminin Hesaplanması: Rüzgar Değişimlerinin Tanımlanması: Weibull Dağılımı, Ortalama Şişe Boyu Yaklaşımı, Ortalama Rüzgar Gücü, Betz Kanunu, Güç Yoğunluk Fonksiyonu, Rüzgar Türbininin Güç Eğrisi, Güç Katsayısı, Rüzgar Türbini Yıllık Enerji Üretimi (Doğrudan ve İstatistiksel Yöntemler). Rüzgar Türbini Tasarımı: Temel Yük Düşüncesi, Rüzgar Türbinleri: Yatay, Düşey Eksenli? Rüzgarı Önden Alan (Upwind), Arkadan Alan (Downwind) Türbinler, Rüzgar Türbinleri: Kanat Sayısı.
Dersin Yöntem ve Teknikleri
Ön Koşulları Yok
Dersin Koordinatörü Doç.Dr. Gökhan Bulut
Dersi Verenler Yok
Dersin Yardımcıları Yok
Dersin Staj Durumu Yok

Ders Kaynakları
Kaynaklar WIND ENERGY EXPLAINED Theory, Design and Application Second Edition, J. F. Manwell and J. G. McGowan.
WIND ENERGY HANDBOOK, Tony Burton, David Sharpe, Nick Jenkins,Ervin Bossanyi.
Ders anlatımı

Ders Yapısı
Matematik ve Temel Bilimler %20
Mühendislik Bilimleri %50
Mühendislik Tasarımı %10
Alan Bilgisi %20

Planlanan Öğrenme Aktiviteleri ve Metodları
Etkinlikler ayrıntılı olarak "Değerlendirme" ve "İş Yükü Hesaplaması" bölümlerinde verilmiştir.

Değerlendirme Ölçütleri
Yarıyıl Çalışmaları Sayısı Katkı
Ara Sınav 1 % 40
Yarıyıl Sonu Sınavı 1 % 60
Toplam :
2
% 100

 
AKTS Hesaplama İçeriği
Etkinlik Sayısı Süre Toplam İş Yükü (Saat)
Ders Süresi 14 3 42
Sınıf Dışı Ç. Süresi 14 3 42
Ara Sınavlar 1 10 10
Yarıyıl Sonu Sınavı 1 20 20
Toplam İş Yükü   AKTS Kredisi : 4 114

Dersin Öğrenme Çıktıları: Bu dersin başarılı bir şekilde tamamlanmasıyla öğrenciler şunları yapabileceklerdir:
Sıra NoAçıklama
1 Rüzgar enerjisi sektöründe kullanılan temel kavram ve bağıntıların öğrenilmesi.
2 Rüzgar verilerinin hangi yöntem ve yazılımlarla nasıl analiz edildiğinin öğrenilerek sahaların rüzgar enerjisi potansiyelinin belirlenebilmesi.
3 Rüzgar türbinlerinin çeşitlerinin, tasarım esaslarının, bileşenlerinin, çalışma prensiplerinin ve kontrol yöntemlerinin öğrenilmesi.
4 Verilen bir saha için belirli bir rüzgar türbininin enerji hesaplamalarının yapılabilmesi.


Ders Konuları
HaftaKonuÖn HazırlıkDökümanlar
1 Giriş: Enerji ve türleri. Yenilenebilir enerji kaynaklarının tanımı, çeşitleri, temel özellikleri ve sınıflandırılması. Enerji dönüşüm verimleri.
2 Rüzgar Enerjisi Kaynakları: Coriolis Kuvveti, Küresel Rüzgarlar, Jeostrofik Rüzgar, Yerel Rüzgarlar, Rüzgardaki Enerji: Hava Yoğunluğu ve Rotor Alanı, Rüzgar Türbinlerinin Rüzgarı Saptırması,Rüzgarın Gücü: Rüzgar Hızının Küpü,Rüzgar Hızı Ölçümü: Anemometreler
3 Rüzgar Enerjisi Kaynakları: Uygulamada Rüzgar Hızı Ölçümü, Rüzgar Gülü, Pürüzlülük ve Rüzgar Kırpılması, Pürüzlülük Gülü, Rüzgar Hızının Değişkenliği, Türbülans Rüzgar Engelleri
4 Rüzgar Enerjisi Kaynakları: Rüzgar Gölgesi, İz Etkisi, Park Etkisi, Hızlanma Etkisi: Tünel Etkisi, Hızlanma Etkisi: Tepe Etkisi
5 Rüzgar Enerjisi Kaynakları: Türbin Yerleşim Yerinin Seçilmesi, Deniz Üstü (Offshore) Rüzgar Koşulları
6 Rüzgar Türbinleri: Rüzgar Türbini Bileşenleri, Rüzgar Türbini Aerodinamiği - Kaldırma, Rüzgar Türbini Aerodinamiği – Stall ve Drag, Rotor Aerodinamiği Rotor Kanatları
7 Rüzgar Türbinlerinde Güç Kontrolü, Rüzgar Türbini Yaw Mekanizması, Rüzgar Türbini Kuleleri, Rüzgar Türbini Dişli Kutuları, Rüzgar Türbini Boyutları
8 Ara sınav
9 Rüzgar Türbini Tasarımı: Rüzgar Türbinleri: Yatay, Düşey Eksenli, Rüzgarı Önden Alan (Upwind), Arkadan Alan (Downwind) Türbinler, Rüzgar Türbinleri: Kanat Sayısı
10 Rüzgar Türbini Enerji Üretiminin Hesaplanması: Rüzgar Değişimlerinin Tanımlanması: Weibull Dağılımı, Ortalama Şişe Boyu Yaklaşımı, Ortalama Rüzgar Gücü
11 Rüzgar Türbini Enerji Üretiminin Hesaplanması: Betz Kanunu, Güç Yoğunluk Fonksiyonu, Rüzgar Türbininin Güç Eğrisi, Güç Katsayısı, Rüzgar Türbini Yıllık Enerji Üretimi
12 İstatistiksel Teknikler Kullanılarak Rüzgar Türbini Enerji Üretiminin Tahmini, Rayleigh Dağılımı Kullanılarak İdealleştirilmiş Rüzgar Türbini Üretim Hesaplamaları, Weibull Dağılımı Kullanılarak Gerçek Bir Rüzgar Türbini İçin Üretkenlik Hesaplamaları
13 Rüzgar Verilerinin İstatistiksel Analizi, Olasılık Yoğunluk Fonksiyonu ve Kümülatif Dağılım Fonksiyonu
14 Yaygın Olarak Kullanılan Olasılık Dağılımları, Rayleigh Dağılımı, Weibull Dağılımı
15 Örnek Problem Çözümleri
16 Yarıyıl sonu sınavı


Dersin Program Çıktılarına Katkısı
P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10 P11 P12
Tüm 3 3 4 4
Ö1
Ö2
Ö3
Ö4

Katkı Düzeyi: 1: Çok Düşük 2: Düşük 3: Orta 4: Yüksek 5: Çok Yüksek


https://obs.gedik.edu.tr/oibs/bologna/progCourseDetails.aspx?curCourse=206678&curProgID=63&lang=tr