Mekatronik Rüzgar Türbini

[Altay]

Merhabalar, Mekatronik Mühendisliği okuyorum ve mekatronik mühendisliğine giriş dersinde hocamız elektrik üreten ve rüzgar kaynağına göre dönme hareketi gerçekleştiren bir rüzgar türbini yapmamızı istedi. Ancak rüzgarı algılayıp step motora veri gönderecek sensörü bulamadık. Rotary encoder'ın üzerine rüzgar etkisi ile dönebilen mekanik bir sistem takmak dışında aklımıza bir şey gelmedi. Şimdi sorumuz bunlar:

• Rotary encoder dışında bir seçeneğimiz var mı?
• Başka seçenek yok ise rotary encoder'ın üzerine nasıl bir sistem bağlayabiliriz?

 

[Mücahit Arslan]

Algılamak istediğiniz rügar çok ufak boyutlarda değilse strain gauge'ler işinizi görür. Rüzgar olduğunda strain gauge üzerinde bir miktar gerinim meydana gelir ve ölçüm yaptığınız parametre değişmeye başlar. Hatta strain gauge'i kalibre edebilirseniz, rüzgarı depolarken bir taraftan da ufak bir yazılım programı yazırlayıp onun üzerinden ölçtüğünüz rüzgar seviyesini ve depoladığınız takribi enerjiyi kullanıcıya sunabilirsiniz.

 

[Altay]

Öncelikle cevabınız için çok teşekkür ederim, günlerdir yardım arıyorum sanırım tek yardım eden kişi sizsiniz.

"Strain gauge"'un ne olduğunu aratınca karşıma ağırlık sensörleri çıktı. Bizim projemiz maksimum 40cm uzunluğunda gövde ve maksimum 10cm uzunluğunda rüzgar gülü bıçaklarından oluşacak. Bu bıçakları döndürmeye yetecek hızdaki rüzgarı bu sensör algılayabilir mi?

Algılar ise bu sensörden 4 tane alıp her bir yöne koymak mı gerekiyor? Ve

Linki görmek için izniniz yoktur Giriş yap veya kayıt ol.

bu tarz bir sensör işimizi görür mü?

Bu arada 1. sınıfım

 

[Mücahit Arslan]

Load sensörü kullanımını çok önermem. Load sensörün çalışma prensibi başka bir parametreyi ölçmek olduğundan, etkinin sensör yüzeyine dik olması gerekmekte. Senin uygulamanda rüzgar çoğunlukla sensöre paralel/yatay olarak geleceğinden ölçüm hassasiyetin azalır. Hassas ölçüm alan bir strain gauge ufak rüzgarları da algılar. Fakat bundan emin olmak için almayı planladığın strain gauge'lerin sensitivity değerlerine göz atman lazım. Öte yandan, benim sana bir diğer tavsiyem de şu olabilir, bladelerin yüzeyine ufak boyutlardaki bir basınç sensörünün tam olarak sığacağı bir delik açıp, blade'in içerisine bir basınç sensörü yerleştirmek olabilir. Bu sayede, doğruluk payı daha yüksek ölçümler alabilirsin. Bir de anemometrelerin çalışma mantığına göz at Altay. Senin uygulaman için en uygun olanı bu fakat fiyat olarak yüksek olduğu için bahsetmedim sana. Yine de girip bir çalışma mantığına bakarsan bunların içlerinde de strain gauge ve pressure sensör kombinasyonları olduğunu görürsün. Bu arada sensörü aldıktan sonra bir kalibrasyon taraması yapman gerekecek. Yani örneğin, 0.5km'lik bir rüzgar hızı strain gauge üzerinde ne kadarlık bir değişime tekabül ediyor bunu bilmen lazım ki strain gauge üzerinde çok ufak değişiklikler dahi meydana gelse rüzgar hızı cinsinden değerini anlayabilesin.

 

[Altay]

Anladım, peki bu strain gauge'lar Türkiye'de ne ismi ile satılıyorlar?

Bir de strain gauge'ları alıp bıçakların üstüne monte ettik diyelim, arduionu'ya rüzgara denk gelene kadar dön komutu gibi bir komut mu yazacağız? Veya bunun yerine ilk iletide bahsettiğim rotary encoder kullanmaya kalksak nasıl olur?

 

[Mücahit Arslan]

Geç cevap verdiğim için kusura bakma Altay. Strain gauge'ler Türkiyede gerinim ölçer adı altında satılıyor. Pahalı ürünler değiller, temini kolaydır.
Strain gauge'leri monte ettikten sonra, sensör üzerinde rüzgardan kaynaklı herhangi bir gerinim değişimi meydana geliyor mu yazılım ile anlık olarak bunu check yapman gerekiyor. Burası senin algılama kısmın. Algılama yaptığın parametreyi Arduino'ya gönderebilirsin. Bundan sonraki tasarım senin yaklaşımına kalmış. Rotary encoder mantıksız bir tercih gibi gözükmüyor. Deneyebilirsin onu.

 

[Altay]

Teşekkür ederim cevap için, en az kaç tane gerinim ölçer alırsak rüzgarın yönünü verimli bir şekilde ölçebiliriz? 4 tane aldık diyelim. Rüzgar bir tane gerinim ölçere dik düşmek yerine iki tanesinin arasına gelirse nasıl bir işlem yapabiliriz?

 

[Mücahit Arslan]

Her bir blade'e bir tane gerinim ölçer de koyabilirsiniz veyahut tayin ettiğiniz 3 blade'e gerinim ölçer de koyabilirsiniz. Eğer rüzgar, rüzgar gülünün üzerine dik düşüyorsa yön tayini zor olur. Fakat eğer etki sensörler üzerine dik olacak bir kuvvet değilse rüzgarın ilk temas ettiği gerinim ölçer diğerlerinden daha büyük bir değişiklik gösterir ve bu etki rüzgar yönüne en uzak olan noktada daha az bir değerdedir. Böylece rüzgarın, türbininin sağından mı solundan mı, aşağısından mı yoksa yukarısından mı etki ettiğini çok hassas bir doğrulukla olmamak ile beraber tayin edebilirsin. Eğer hassas bir ölçüm istiyorsan, daha maliyetli ve karışık yapıdaki türbin yön tayini sistemlerini inceleyebilirsin.