TARIFNAME YATAY EKSENLI TROPOSKEIN GERILMELI KANATLI sivi TÜRBIN BULUSUN TEKNIK SAHASI Bu bulus, Darrieus tipi rüzgâr türbinleri ve daha özel olarak, üretilen yararli enerjinin kilovat basina düsen toplam yapim maliyetine sahip bir akan sivi içinde kullanima yönelik bir yatay eksenli türbin için minimalist bir tasarim ile ilgilidir. BULUSUN ALTYAPISI J.M. Darrieus, ilk basta tork üretmek için harici sivi akisiyla etkilesime giren dikey bir dönüs ekseni etrafina egilimli türbin kanatlarina sahip bir rüzgâr türbini tasarlamistir. Darrieus rüzgâr türbini, dikey bir milin üstüne ve altina monte edilmis uçan, kavisli bir kanadi içermistir. Darrieus, pek çok dikey kanat düzenlemesini açiklamaktadir. Bir çesit orijinal Darrieus tasarimlari ve kanat düzenlemelerinde, merkezi bir dönme eksenine sahip dikey olarak yönlendirilmis troposkein kanatlari, örnegin Gaspé Peninsula, Quebec, Kanada'da yapilmis ve kullanilmistir. Çok sayida kullanim örnegine göre, klasik Darrieus sistemleri, genellikle yapilmasi daha karmasik ve pahali olan pervane tipi, yatay eksenli rüzgâr türbinleri ile ölçekte aslen rekabet edememistir. Aslinda, birçok rüzgâr türbini, arizalar nedeniyle kaldirilmistir. Alternatif cihazlar, enerji dönüsümü, baslatma, dayaniklilik ve malzeme verimsizligi sorunlarini çözememistir. Önceki teknik bir sivi enerji dönüstürücüsünün bir örnegi, WO 01/48374 A2'de bulunabilmektedir. BULUSUN KISA AÇIKLAMASI Dolayisiyla, bir troposkein seklinde esnek kanatlar kullanan yatay eksenli, sivi gücü üreten bir sistemin saglanmasi istenecektir. Bir birinci yönde, merkezi olarak yerlestirilmis bir rotor elemaninin olmamasiyla karakterize edilen bir sivi gücü üreten sistem, bir birinci destek ve bir ikinci destek arasina islevsel olarak yerlestirilmektedir. Bazi düzenlemelerde, sistem, bazi çesitlerde asagidakileri içerebilen bir makine içermektedir: birinci destege bagli ve bir motor ve bir jeneratör olarak hareket edebilen bir disli kutusu; uzak ucu makineye bagli olan ve yakin ucu ikinci destege bagli olan, akan bir siviyi yakalamak ve geçmek için esasen yatay bir eksen etrafinda dönmeye uyarlanmis kavis seklinde bir esnek kanat (kanatlar): güç üreten sistemin çalismasini dengelemek için desteklere bagli gerilmeli bir dengeleme sistemi; ve her bir esnek kanadi desteklemek için her bir esnek kanat ve dengeleme sistemi arasina yerlestirilmis sert bir dayanak (dayanaklar). Bazi çesitlerde, her bir esnek kanat, bir zarla kaplanmis bir dizi hava dümeni seklinde profil içermektedir. Hava dümeni seklindeki profiller, içinde bir açiklik olusturabilmekte ve ahsap, plastik, reçineler, kompozitler, karbon malzemeler, olusturulmus saç levha ve benzeri gibi bir malzemeden üretilebilmektedir. Zar, esnek kumas, kanvas, karbon elyafi, yelken bezi, para-aramid sentetik elyaf, yüksek modüllü polietilen, ultra yüksek moleküler agirlikli polietilen, termoplastik polietilen, pirinç kâgidi, kagit mendil, PTFE, sivi kristal polimer ve benzeri gibi bir malzemeden üretilebilmektedir. Bazi uygulamalarda, sistem ayrica, esnek kanadi (kanatlari) yönlendirmek ve dengelemek için her bir hava dümeni seklindeki profilin bir ön kenarina yakin bir açiklik boyunca yerlestirilen bir birinci kablo; ve torku makineye aktarmak için hava dümeni seklindeki profilin kütlesinin bir yerçekimi merkezine yakin bir açiklik boyunca yerlestirilen bir ikinci kablo içerebilmektedir. Bazi çesitlerde, ikinci kablo, bir çift kablo içermektedir, bir çift kablonun her bir kablosu, hava dümeni seklindeki profilin aerodinamik bir merkezinden büyük ölçüde ayni uzaklikta, her bir hava dümeni seklinde profilde ilgili bir açiklik boyunca geçmektedir. Kablo, çelik, tel halat, aramid elyaflari, sivi kristal polimer elyaflari, ultra yüksek moleküler agirlikli polietilen elyaflari ve benzeri gibi bir malzemeden üretilebilmektedir. Bazi uygulamalarda, gerilmeli dengeleme sistemi, gerilmeli bir kablo içerebilmekte ve/veya bir ikinci kavis seklinde esnek kanat içerebilmektedir. Bazi uygulamalarda, sert dayanak (dayanaklar), ilgili bir baglanti noktasinda her bir esnek kanada büyük ölçüde dik yerlestirilebilmektedir. Bir ikinci yönde, bir sivi gücü üretim sistemi ile birlikte kullanim için kütlenin bir yerçekimi merkezine ve aerodinamik merkeze sahip esnek bir kanat açiklanmaktadir. Bazi düzenlemelerde, esnek kanat, her biri bir kord uzunluguna sahip çok sayida hava dümeni seklinde profil; hava dümeni seklinde profilleri kaplayan bir zar; ve aerodinamik merkezden büyük ölçüde ayni uzaklikta, hava dümeni seklindeki profillerin her birinde ilgili açikliklar boyunca geçen bir çift kablo içermektedir, burada, bir birinci kablo, her bir hava dümeni seklindeki profilin kütlesinin yer çekim merkezine yakin bir birinci açikliga yerlestirilmektedir. Bazi çesitlerde, bir ikinci kablo tercihen, her bir hava dümeni seklinde profilin bir ön kenarina dogru konumlandirilmaktadir. Daha özel olarak, tercih edilen konum, her bir hava dümeni seklindeki profilin ön kenarina daha yakin olan, kord uzunlugunun yaklasik yüzde üçüne (3) kadar bir araliktadir. Bazi uygulamalarda, içinde bir açiklik olusturabilen hava dümeni seklindeki profiller, ahsap, plastik, reçineler, kompozitler, karbon malzemeleri, olusturulmus saç levha ve benzeri gibi bir malzemeden yapilmaktadir. Bazi çesitlerde, hava dümeni seklindeki profiller, hava dümeni seklindeki profillerin birindekinden en az bir boyut daha küçük olabilmektedir. Bazi uygulamalarda, zar, esnek kumas, kanvas, karbon elyafi, yelken bezi, para-aramid sentetik elyaf, yüksek modüllü polietilen, ultra yüksek moleküler agirlikli polietilen, termoplastik polietilen, pirinç kâgidi, kâgit mendil, PTFE, sivi kristal polimerler ve benzeri gibi bir malzemeden yapilmaktadir. Bazi uygulamalarda, esnek kanat tercihen, esnek kanadin bir ön kenarina dogru agirliklandirilmakta ve esnek kanadi yönlendirmek ve dengelemek için her bir hava dümeni seklindeki profilin ön kenarina yakin bir açiklik boyunca yerlestirilen bir kablo içerebilmektedir. Kablo, çelik, tel halat, ultra yüksek moleküler agirlikli polietilen elyaflari, aramid elyaflari, sivi kristal polimer elyaflari ve benzeri gibi bir malzemeden üretilebilmektedir. Bir üçüncü yönde, bir akan sivi ve bir kavis seklinde esnek kanat (kanatlar) kullanarak merkezi olarak yerlestirilmis rotor elemani yokluguyla karakterize edilen bir birinci ve bir ikinci destek arasina yerlestirilen bir sistem ile birlikte güç üretmeye yönelik bir yöntem açiklanmaktadir. Bazi uygulamalarda, yöntem, birinci destek üzerinde bir motor ve bir jeneratör olarak islev görebilen bir makine saglamayi, makineyi, esnek kanadin (kanatlarin) içine yerlestirilen bir gerilmeli kablonun (kablolarin) bir uzak ucuna baglamayi, makineyi çalistirmak için akan siviya esnek kanadi (kanatlari) maruz birakmayi ve esnek kanat (kanatlar) ve bir gerilmeli dengeleme sistemi, örnegin bir ikinci esnek kanat, arasina yerlestirilen bir sert dayanak (dayanaklar) ile esnek kanadi (kanatlari) dengelemeyi içermektedir. Bazi uygulamalarda, esnek kanat (kanatlar), çok sayida hava dümeni seklinde profil ve hava dümeni seklindeki profilleri kaplayan bir zari içerebilmektedir. Bazi çesitlerde, yöntem ilaveten, her bir hava dümeni seklindeki profilin bir ön kenarina yakin bir açiklik boyunca bir dengeleme kablosunu yerlestirerek sistemi yönlendirmeyi ve/veya dengelemeyi; ve her bir hava dümeni seklinde profildeki bir açiklik boyunca yerlestirilen kablo (kablolar) ile makineye tork aktarmayi içermektedir. Bazi uygulamalarda, kablo (kablolar), her bir hava seklindeki profilin aerodinamik merkezinden büyük ölçüde ayni uzaklikta her bir hava dümeni seklinde profildeki ilgili açikliklar boyunca geçen bir çift kablo içermektedir, burada bir birinci kablo, her bir hava dümeni seklindeki profilin kütlesinin bir yer çekim merkezine yakin bir birinci açikliga yerlestirilmektedir. Diger çesitlerde, yöntem, bir ikinci kabloyu tercihen her bir hava dümeni seklindeki profilin bir ön kenarina konumlandirmayi içermektedir. SEKILLERIN KISA AÇIKLAMASI ilaveten, mevcut bulusun özellikleri, düzenlemeleri ve avantajlari, asagida bulunan sekillere iliskin ayrintili açiklamadan daha açik hale gelecektir, burada: SEKIL 1A, mevcut bulusun bazi yönlerine göre tek bir esnek kanat ve bir dengeleme sistemine sahip bir sivi güç üretim sisteminin açiklayici bir düzenlemesinin bir görüntüsünü göstermektedir; SEKIL 1B, SEKIL 1A'nin sivi güç üretim sisteminin perspektif bir görüntüsünü göstermektedir; SEKIL 1C, mevcut bulusun bazi yönlerine göre SEKIL 1A'nin esnek kanadi ve bir kanat destegi arasindaki bir baglantinin açiklayici bir düzenlemesinin bir ayrintisini göstermektedir. SEKIL 1D, mevcut bulusun bazi yönlerine göre kanat destegi ve rulman montaji arasindaki baglantinin perspektif bir görüntüsünü göstermektedir; SEKIL 1E, mevcut bulusun bazi yönlerine göre SEKIL iB'nin dengeleme sistemi ve bir sert dayanagi arasindaki bir baglantinin açiklayici bir düzenlemesinin bir ayrintisini göstermektedir; SEKIL 1F, mevcut bulusun bazi yönlerine göre SEKIL iB'nin esnek kanat ve sert dayanagi arasindaki bir baglantinin açiklayici bir düzenlemesinin bir ayrintisini göstermektedir; SEKIL 2A, mevcut bulusun bazi düzenlemelerine göre esnek bir kanadin kismi bir görüntüsünü göstermektedir; SEKIL 28, mevcut bulusun bazi düzenlemelerine göre SEKIL 2A'nin esnek kanadinin bir bölümünün bir ayrintisini göstermektedir; SEKIL 3, mevcut bulusa göre çoklu kablolarla kullanim için bir hava dümeni seklindeki profilin açiklayici bir düzenlemesinin bir görüntüsünü göstermektedir; SEKIL 4A, mevcut bulusa göre tek bir kabloyla kullanim için bir hava dümeni seklindeki profilin bir ikinci açiklayici düzenlemesinin bir görüntüsünü göstermektedir; SEKIL 4B, mevcut bulusa göre tek bir kabloyla kullanim için SEKIL 4A'nin hava dümeni seklindeki profilinin bir üçüncü açiklayici düzenlemesinin bir görüntüsünü göstermektedir; SEKIL 5A, mevcut bulusun bazi yönlerine göre çoklu esnek kanatlara ve çoklu sert dayanaklara sahip bir sivi güç üretim sisteminin açiklayici bir düzenlemesinin bir görüntüsünü göstermektedir; SEKIL SB, SEKIL 5A'nin sivi güç üretim sisteminin perspektif bir görüntüsünü göstermektedir; SEKIL 6A, mevcut bulusun bazi yönlerine göre çoklu esnek kanatlara sahip bir sivi güç üretim sisteminin destek baglantilarinin açiklayici bir düzenlemesinin bir görüntüsünü göstermektedir; SEKIL 68, SEKIL 6A'nin sivi güç üretim sisteminin perspektif bir görüntüsünü göstermektedir; SEKIL 7A, mevcut bulusun bazi yönlerine göre kanat destegi ve (motor jeneratör) makine arasindaki bir baglantinin açiklayici bir düzenlemesinin bir yandan görüntüsünü göstermektedir; SEKIL 7B, SEKIL 7A'nin kanat destegi ve makine arasindaki baglantinin perspektif bir görüntüsünü göstermektedir; SEKIL 8A, mevcut bulusun bazi yönlerine göre çoklu esnek yari kanatlar ve bir T seklinde karsi dayanaklara sahip bir sivi güç üretim sisteminin bir baska açiklayici düzenlemesinin bir görüntüsünü göstermektedir; SEKIL SB, SEKIL 8A'nin sivi güç üretim sisteminin perspektif bir görüntüsünü göstermektedir; SEKIL BC, SEKIL 8A'nin sivi güç üretim sisteminin bir uç görüntüsünü göstermektedir; SEKIL 9, açiklayici tasarim parametrelerinin bir tablosunu saglamaktadir. DETAYLI AÇIKLAMA Tork Aktarimi Tek, gerilmis uzunluk teli (L) ile her bir tekerlegin çevresinde birbirine bagli, her biri yariçap (R), iki karsit tekerlek verilmektedir ve bir tekerlege uygulanan yatay bir gerilme gücüne (H) ve torka (T) tabii olmaktadir, diger tekerlek frenlenirken, gerilmis telin birinci ve ikinci tekerlek üzerine baglanma noktalari arasinda bir yer degistirme açisina (ci) neden olmaktadir, karsit tekerlekler arasinda iletilen tork, asagidaki denklem ile yaklastirilabilmektedir: Bu denklem, merkezi bir safta sahip olmayan esnek bir kanat tarafindan olusturulmus aktarilan torku veya karsit tekerlekleri senkronize etmek üzere baska bir araci kullanarak elektrik gücü üretmek için baslangiç noktasi haline gelmektedir. Genel denklemden, eger R yariçapi sifira indirilirse aktarilan torkun da sifira esit olacagi görülebilmektedir. Bu nedenle, torku maksimize etmek için, rotorun merkezinden esnek kanadin merkezine, Rmax, olan mesafe uzatilabilmektedir. Dolayisiyla, çalisan veya akan bir sivinin, örnegin rüzgarin, bir rotora enerji aktardigi durumlarda, tork aktarimi daha iyi çalisabilmektedir, çünkü sivi kuvvetleri, esnek kanadin tüm uzunlugu boyunca dagitilabilmektedir. Tartismanin kolayligi için, ileriye dogru hareket ederek, çalisan veya akan sivinin hava (rüzgâr) oldugu varsayilacaktir. Bununla birlikte, bulus, hava (rüzgâr) ile sinirli olarak kabul edilmemelidir ve akan herhangi bir sivi veya gaz fazi kullanilabilmektedir. Denklem basina, yer degistirme açisi, d, 90 dereceye esit oldugunda, tork bir maksimumdadir; ancak, yer degistirme açisi 90 dereceden daha yüksege veya asagiya düstügünde, tork azalmaktadir. Bununla birlikte, tek bir kanadin kullanimi (merkezi sert bir dayanak ve bir dengeleme kablosu olmadan), desteklerde, makinedeki, yani bir motor jeneratörü, rulmanlar üzerinde önemli bükülme gerilmeleri üretebilmektedir, ayrica, minimal kanat yariçapi, R, nedeniyle aktarilan düsük tork ile sonuçlanmaktadir. Desteklerin her biri üzerine yerlestirilen ilgili bir motor jeneratörüne esnek kanadin her bir ucunu baglamak, hareketi senkronize edebilmektedir. Bununla birlikte, hafiften siddetliye parazitik titresimler, bu tür bir yapi kirilabilirligi yapabilmektedir. Aslinda, bir karsi dengeleme sistemi olmadan tek bir esnek kanat, bir osilatör gibi hareket edebilmektedir, R = 0 oldugunda tel uzunlugu boyunca istenmeyen büzülme ve uzama dalgalari üretebilmekte ve eksen disi bagli oldugunda asiri çekme kuvvetleri ve bükülme momenti üretebilmektedir, örnegin R 0. Tek Bir Troposkein Esnek Kanat Kullanarak Sivi Güç Üretim Sistemi SEKILLER 1A ve 1B'ye iliskin olarak, bir troposkein, kavis seklinde esnek kanadi (20), bir dengeleme sistemi, örnegin, gerilmeli bir dengeleme kablosu (14) ile birlestirmek, özellikle bir akan sividan enerji toplamak, yani üretmek için kullanisli bir sistemdir (10). Bazi düzenlemelerde, gömülü sivi güç üretim sistemi (10), birbirinden L mesafeli bir birinci uzun destek (11) ve bir ikinci uzun destek (13) arasina yerlestirilebilmekte ve desteklenebilmektedir. Destekler arasindaki L mesafesi, maksimum kanat yariçapi, Rmax'in bir fonksiyonu olarak tahmin edilebilmektedir. Genellikle, maksimum kanat yariçapinin yaklasik 2 ila yaklasik 10 kati arasinda L mesafesi uygundur. Maksimum kanat yariçapindan yaklasik 10 kattan daha büyük mesafeler mümkün olsa da, uzun desteklerin (11, 13) ek yapisal ve boyutsal özelliklerini gerektirecek daha yüksek gerilme yükleriyle sonuçlanabilmektedir. Uzun destekler (11, 13), büyük ölçüde dik ve esnek kanala dogru zararli bükülme olmadan, esnek kanat (20), bir akan sivi tarafindan çalistirilirken olusturulan gerilme ve bükülme yüklerinin yani sira dengeleme kablosunun (14) gerilme yükünü engellemek için yeterince egilmez olacak sekilde tasarlanmaktadir. Uzun desteklerin (11, 13) yüksekligi, bir maksimum kanat yariçapinda, Rmax, döndügü zaman esnek kanat (20) için, federal ve hükümet düzenlemeleri (örnegin, bir tarimsal ortamda yer yüzeyinden yaklasik 6 metre yükseklikte) tarafindan yönetilen yeterli zemin yüksekligini saglamak için seçilebilmektedir. Örnegin, bir uygulamada, uzun desteklerin (11, 13) her biri, yaklasik 5 ila 6 metre bir zemin yüksekligi birakarak, yaklasik 5 ila 6 metre maksimum kanat yariçapi, Rmax, ile yaklasik 10 ila 12 metre yükseklikte olabilmektedir. 12 metre boyunda bir destek (11, 13) ve 6 metrelik bir maksimum kanat yariçapi için, yaklasik 48 ila 50 metrelik destekler arasinda bir mesafe öngörülebilmektedir. Daha uzun destekler (11, 13), yapinin diger bölümleri için ayni bir kareden Rmax?, ziyade maksimum kanat yariçapinin bir küpü olarak, Rmax3, destek yapi ölçüleri gibi yapi maliyetlerini arttirmaktadir. Dengeleme kablosunun (14) ve esnek kanadin (20) her birinin ilgili yakin uçlari, birinci destekte (11) yerlestirilebilen, bir birinci kanat destegine (12) serbest birakilabilir sekilde birlestirilebilirken, dengeleme kablosunun (14) ve esnek kanadin (20) her birinin ilgili uzak uçlari, ikinci destekte (13) yerlestirilebilen, bir ikinci kanat destegine (15) Serbest birakilabilir sekilde birlestirilebilmektedir. Örnegin, SEKIL 1C'ye iliskin olarak, bir esnek kanadin (20) bir ucunu birinci kanat destegine (12) serbest birakilabilir sekilde birlestirmeye yönelik bir yöntemin açiklayici bir düzenlemesi gösterilmektedir. Asagida daha ayrintili olarak ele alinacagi gibi, bir ikinci gerilmeli kablo (24) ve bir üçüncü gerilmeli kablo (26), esnek kanadin (20) tüm uzunlugu içine ve uzunlugu boyunca uzanmaktadir. Bazi çesitlerde, tercihen esnek kanadin (20) ön kenarina (31) dogru yerlestirilen üçüncü kablo (26), örnegin, üçüncü kablonun (26) tellerini, çubugun (17) uzak ucundan olusturulan bir açiklik (61) boyunca geçirerek, kablo tellerinin serbest çalisan uçlarini çubugun (17) uzak ucu çevresinde birkaç kez yuvarlayarak ve kablo tellerinin serbest çalisan uçlarinin bir kismini yuvarlanmis dönüsler arasinda dokuyarak bir çubugun (17) uzak bir ucuna serbest birakilabilir sekilde birlestirilebilmektedir. Bazi çesitlerde, çubuk (17), örnegin birinci kanat destegi (12) ile örnegin kaynaklayarak, sabit olarak birlestirilen ve desteklenen, metalden, alasimdan ve benzerlerinden yapilmis kati veya içi bos bir silindir olabilmektedir. Bir uygulamada, birinci kanat destegini (12) almak üzere girintili bir alan saglamak için çubugun (17) bir bölümü (63) kesilebilmektedir. Esnek kanadi (20) olusturan hava dümeni seklindeki profillerin (30) her birinin kütlesinin (38) yerçekim merkezine yakin yerlestiren ikinci kablo (24), ikinci kabloyu (24) birinci kanat desteginde (12) olusturulmus bir araliktan ve çubuk (17) boyunca olusturulmus bir açikliktan (62) geçirerek ve bir tespit somununu (18) kablonun (24) ucuna birlestirerek çubuga (17) serbest birakilabilir sekilde birlestirilebilmektedir. Birinci kanat desteginin (12) diger ucunda, bazi çesitlerde, örnegin, ikinci kabloyu (24), birinci kanat desteginde (12) olusturulan diger araliktan geçirerek ve bir tespit somununu (18) kablonun (24) ucuna birlestirerek, ikinci kablo (24) ile benzer bir sekilde birinci kanat destegine (12) serbest birakilabilir sekilde birlestirilebilmektedir. Bu tür bir düzenlemeyle, islem sirasinda, kablolar (26, 24), birinci kanat destegine (12) bir moment uygulayan çubuga (17) güç verebilmektedir, bu da birinci kanat desteginin (12) dönmesine neden olmaktadir. Dengeleme kablosunun (14) ve esnek kanadin (20) her birinin ilgili uzak uçlari, benzer sekilde bir ikinci kanat destegine (15) birlestirilebilmektedir. Birinci destekte (11), birinci kanat destegi (12), bir makineye (70) (SEKIL 7A), örnegin, bir motorjeneratörüne (örnegin, bir senkronize sabit miknatis (PM) motor tekerlegi) ve bazi örneklerde, makine (70) ile iliskilendirilen bir disli kutusuna çikarilabilir sekilde birlestirebilmekte ve faal olarak baglanabilmektedir. Mevcut rüzgâra göre, bir disli kutusu ile birlikte bir motor jeneratörü (70), sabit bir frekansa ayarlanabilmektedir. Avantajli olarak, bu tür bir disli kutusuyla, esnek kanadin (20) dönme hizi sabitlenebilmektedir, bu da maliyetleri azaltabilmekte ve genel yapiyi kolaylastirabilmektedir. Makinenin (70) yapisi ve islevi, asagida daha ayrintili olarak açiklanacaktir. Ikinci destekte (13), ikinci kanat destegi (15), bir rulman montajina (80) çikarilabilir sekilde birlestirilebilmekte ve faal olarak baglanabilmektedir (SEKIL 1D). Istege bagli olarak, her iki kanat destegi (12, 15), ilgili bir makineye çikarilabilir sekilde birlestirilebilmekte ve faal olarak baglanabilmektedir. Tek bir eszamansiz makine (70), kullanicinin makineyi (70) dogrudan bir güç nakil sebekesine baglamasini saglayan sabit bir frekansta ve bir invertör olmadan çalisacak sekilde tasarlanabilmektedir. Bununla birlikte, bir çift makine (70) kullanilirsa, makinelerin (70), makinelerin (70) reaktör gücü rotordan çekebilecegi durumlari ele almak için senkronize olmasi gerekebilmektedir ve ayrica daha karmasik güç kosullandirma elektronigi gerektirebilmekte, bu da maliyet eklemektedir. SEKIL 1D'ye iliskin olarak, rulman montajina (80) ikinci kanat destegini (15) serbest birakilabilir sekilde birlestirmeye yönelik bir yöntemin açiklayici bir düzenlemesi gösterilmektedir. Bazi uygulamalarda, ikinci kanat desteginin (15) merkezinde, bir birinci bölüm (82), örnegin bir somun ve Civata (84) kullanilarak ikinci kanat destegine (15) serbest birakilabilir bir sekilde birlestirilebilmektedir. Birinci bölüm (82) ve bir ikinci bölüm (83) arasina dönebilir bir saft (81) yerlestirilebilmektedir. Birinci bölüm (82) ve ikinci bölümden (83) birinde dönebilen saft (81 ), bir rulman, örnegin bir yuvadaki bir dizi binaIi rulman ile desteklenmektedir. Birinci bölüm (82) ve ikinci bölümün (83) digerinde, dönebilir saft (81), sabit bir sekilde birlestirilmektedir. Sonuç olarak, esnek kanadin (20) dönmesi, döner saftin (81), birinci bölümden (82) ikinci bölüme (83) torku aktarmadan, rulman içinde dönmesine neden olabilmektedir. Dönmeyen bir saft (85), ikinci bölümü (83) ikinci destege (13) birlestirmek amaciyla ikinci bölüme (83) sabit sekilde birlestirilebilmektedir. Gerilmeli dengeleme kablosu (14), tel ip, ultra yüksek moleküler agirlikli polietilen elyaf, çelik, aramid elyaf, sivi kristal polimer elyaf ve benzerlerinden üretilebilmekte ve çalistiran esnek kanadin (20) tahmini gerilim kuvvetine yaklasik olarak esit olan bir çekme kuvveti ile önceden gerilebilmektedir. Tahmini çekme kuvveti güçleri, destekler (11, 13) arasindaki L uzunluguna bagli olarak merkezkaç kuvvetinin yaklasik 0.5 ile 2 kati arasinda olabilmektedir. Uygun malzeme seçimi ile, bu gereksinim, esnek kanat (20) döndükçe, kanadin (20) iç yariçapi daha yakina çekmeye çalistigini akilda tutarak otomatik olarak karsilanabilmektedir. Bu, esnek kanadi (20) geri çeken dengeleme kablosunun (14) gerginligini arttirmaktadir. Esnek kanadin (20) (ve dengeleme kablosunun (14)) devir hizlari arttikça, merkezkaç kuvvetleri ve gerilme kuvvetleri de artmaktadir. Rezonans frekanslari da daha yüksek olabilmektedir. böylece ana sistem frekansini asmaktadirlar. Gerilmis kanat rezonansi ana hareket frekanslarinin üstünde kaldigindan, bu, istenmeyen rezonansi en aza indirmektedir. Bazi uygulamalarda, sertlestirilmis alüminyum alasimlarindan, karbon fiber kompozitlerden, yüksek dayanimli çelikten ve benzerlerinden üretilebilen bir veya daha fazla sert dayanagi (16) veya rodu, esnek kanada (20) ve dengeleme kablosuna (14) baglamak avantajli olabilmektedir. Aslinda, sert dayanaklarin (16) esnek kanada (20) ve dengeleme kablosuna (14) baglanmasi, digerlerinin arasinda, büküldügü zaman esnek kanatlarin (20) hasar görmesini önlemektedir. Örnegin, esnek kanadin (20) kismi bükülmeye (kivrilma) maruz kaldigi çalisma kosullari sirasinda, sert dayanaklar (16), sistemi (10) kivrilmaya karsi daha dirençli hale getirerek ve daha özel olarak, esnek kanadin (20) dayanaklarin (16) konumu ilerisinde bükülmesini önleyerek sikistirmayi deneyimlemektedir. ilaveten, bir sert dayanagi (dayanaklari) (16) esnek kanada (20) ve dengeleme kablosuna (14), örnegin iki karsi kanat destegi (12, 15) arasindaki bir orta noktada baglamak, aktarilan torkun, 90 dereceden ziyade 180 derece açisal yer degistirmeden sonra azalmaya baslamasini saglamaktadir. Yerlestirilen sert bir dayanak (16) ile, bir dengeleme kablosu (16) ve yaklasik 15 metrelik maksimum bir kanat yariçapina, Rmax, sahip bir esnek kanat (20) kullanarak ve minimum kanat yariçapinin, Rmin, Rmax`in yarisina esit oldugunu varsayarak, tam güç torkunu, 90 dereceden daha az yer degistirme açilarinda türbin sisteminin (10) bir tarafindan diger tarafa aktarmak mümkündür. Bu, etkili bir sekilde, esnek kanattan (20) motor jeneratörüne (70) dagitilan tork aktariminin, daha az açisal yer degistirme gerektirecegi anlamina gelmektedir. Teknikte uzman kisiler, ek dayanaklari (16) eklemenin yararlarini ve maliyetlerini takdir edebilmektedir. Birinci dayanak (16), sisteme (10) daha önemli gelistirme takviye ederken, her bir ek dayanak (16), ek gelistirme takviye etmektedir, ancak gelistirmenin önemi, her bir ek dayanak (16) ile azalmaktadir. Dezavantajli bir sekilde, dayanaklar (16) ayrica, aerodinamik sürükleme, agirlik ve maliyet katmaktadir. SEKIL 1E, sert dayanagi (16) dengeleme kablosuna (14) birlestirmeye yönelik bir örnek yöntemin bir ayrintisini göstermektedir. Gösterildigi gibi, sert dayanak (16) ve dengeleme kablosu (14), tek bir dayanaktan (16) fazlasi kullanildiginda, birçok dayanak, 90 dereceden daha az bir açida dengeleme kablosuna (14) baglanabilse de, büyük ölçüde birbirlerine dik olabilmektedir. Bir sert dayanagi (16) bir kabloya (14) baglamak için birkaç yol olsa da, bazi uygulamalarda, dengeleme kablosu (14), sert dayanakta (16) olusturulan bir aralik boyunca yerlestirilebilmektedir. Dengeleme kablosunun (14) sabitlenmesi için sert dayanaga (16), yani araliga (19) giren entegre bir kelepçe kullanilabilmektedir. SEKIL 1F, sert dayanagi (16) esnek kanada (20) birlestirmeye yönelik bir örnek yöntemin bir ayrintisini göstermektedir. Bazi düzenlemelerde, bir kanal (51), iki karsi dayanak uç bölümünü (52, 53) olusturarak sert dayanagin (16) uç merkezi boyunca olusturulabilmektedir. Bazi çesitlerde, kanalin (51) genisligi, örnegin bir hava dümeni seklindeki profilin (30) genisliginin etrafina güvenli bir sekilde oturacak sekilde seçilebilmektedir. Açikliklar (54) dayanak uç bölümlerinin (52, 53) her birinde olusturulabilirken, bir açiklik (55) aerodinamik merkezdeki (39) hava dümeni seklindeki profilde (30) de olusturulabilmektedir. Bazi uygulamalarda, bir baglanti cihazi, örnegin bir civata, bir perçin ve benzeri, açikliklar (54, 55) boyunca yerlestirilebilmektedir. Yalnizca örnekleme amaciyla, SEKIL 1F, bir somun (57) ve civata (56) kombinasyonu baglanti cihazini göstermektedir. SEKILLER 2A ve ZB'ye iliskin olarak, bir akan siviyi yakalamak ve geçirmek ve büyük ölçüde yatay bir eksen etrafinda dönmek için bir esnek, gerilmeli tropeskein kanat (20) gösterilmektedir. Simdiki esnek kanadin (20) önceki teknik sistemlere göre avantajlari, esnekligi ve gerilmesinin yani sira, sistemde (10) merkezi olarak yerlestirilmis bir rotor elemanina duyulan ihtiyacin ortadan kaldirilmasini içermektedir. Gerilmis esnek kanat (20), akiskan yüklemeye maruz kaldiginda kavisli bir sekilde yapilandirilabilmekte ve düzenlenebilmektedir ve esnek bir zar (25) tarafindan kapsanan çok sayida hava dümeni seklindeki profili (30) (SEKIL 3) içerebilmektedir. Bazi uygulamalarda, hava dümeni seklindeki profiller (30), örnegin, yapistirici, perçin, kaynak kullanilarak zara (25) sabit sekilde birlestirilebilmektedir. Bazi uygulamalarda, profiller (30), ahsap, plastik, reçine, kompozit, karbon malzeme ve olusturulmus saç Ievhadan yapilmaktadir. Bazi çesitlerde, hava dümeni seklindeki profiller (30), esit oranda boyutlandirilabilmekte veya çesitli kademeli boyutlarda, örnegin en az bir boyutta bitisik bir hava dümeni seklindeki profilden (30) daha küçük yapilabilmektedir. Bazi uygulamalarda, zar, esnek kumas, kanvas, karbon elyafi, yelken bezi, para-aramid sentetik elyaf, yüksek modüllü polietilen, ultra yüksek moleküler agirlikli polietilen, termoplastik polietilen, pirinç kâgidi, kagit mendil, PTFE, sivi kristal polimerden yapilmaktadir. Bazi çesitlerde, hava dümeni seklindeki profiller (30), esnek kanadin (20) tüm uzunlugu boyunca büyük ölçüde ayni boyutlara, örnegin, kord uzunlugu, genislik, kalinlik ve benzerlerine sahip olabilmektedir; bununla birlikte, bazi çesitlerde, hava dümeni seklindeki profillerin (30) bazilari, örnegin, orta noktaya yakin yerlestirilenler, diger hava dümeni seklindeki profillerden (30), Örnegin rotor ucu hizinin (TSR) düsük oldugu kanat desteklerine (12, 15) yakin yerlestirilenlerden daha küçük boyutlara sahip olabilmektedir. Örnegin, bir hava dümeni seklindeki profil (30) için bir Darrieus türü toplam kord uzunlugu (TCR), asagidaki denklem kullanilarak tahmin edilebilmektedir: burada, R, kanat yariçapidir ve TSR, rotor ucu hizini, yani, kanat ve rüzgar hizinin dogrusal hizi arasindaki farki ifade etmektedir. Iki esnek kanat varsa, TCR yariya indirilecektir; üç kanat ile, TCR üçe (3) vb. bölünecektir. Bitisik hava dümeni seklindeki profiller (30) arasindaki merkezden merkeze mesafe ayni olabilmekte veya degisebilmektedir, örnegin böylece profiller (30), kanat desteklerini (12, 15) daha yakina yaklastirmakta ve ilaveten esnek kanadin (20) orta noktasini uzaklastirmaktadir. Teknikte uzman kisiler, tasarimda, büyük ölçüde ayni sonucu elde etmek için, hava dümeni seklindeki profillerin (30) miktar ve boyutlarina karsi herhangi bir sayidaki merkezden merkeze araligin seçilebildigini takdir edebilmektedir. SEKIL 3,e iliskin olarak, bir hava dümeni seklindeki profilin (30) açiklayici bir düzenlemesi gösterilmektedir. Her bir hava dümeni seklindeki profil (30), bir ön kenar (31), bir arka kenar (33) ve bir üst (32) ve alt periferik yüzeyler (37) içermektedir. Her bir hava dümeni seklindeki profil (30), bir kord uzunluguna, bir aerodinamik merkeze (39) ve kütlenin (38) bir yer çekim merkezine sahiptir. Avantajli olarak, en az bir aralik (34, 35, 36), her bir hava dümeni seklindeki profil (30) boyunca olusturulabilmektedir. Karsilik gelen kablolar (28, 26, 24), her bir hava dümeni seklindeki profil (30) boyunca olusturulan ilgili araliklar (34, 35, 36) boyunca yerlestirilebilmektedir. Araliklarin çapinin yani sira, kablolarin (28, 26, 24) çaplari, yakin kayar geçmeler gibi tasarim gereksinimlerine tabi olabilmektedir. Örnegin, her bir hava dümeni seklindeki profilin (30) ön kenarina yakin bir birinci aralik (34), esnek kanadi (20) yönlendirmek ve dengelemek amaciyla bir birinci, dengeleme agirlik kablosunu (28) kabul etmek için olusturulabilmektedir. Bazi çesitlerde, birinci araligin (34) ve birinci kablonun (28) çaplari, kismen, diger araliklarin (35, 36) ve kablolarin (26, 24) çaplarindan daha büyük olabilmektedir. Dengeleme agirlik kablosu (28), herhangi bir gücü aktarmak için tasarlanmamaktadir, dolayisiyla, gerilmesiz ve biraz rahatlamis kalmaktadir. Birinci kablonun (28) agirligi ve dolayisiyla çapi, büyük ölçüde hava dümeni seklindeki profilin (30) agirligini eslestirmek için seçilebilmektedir. Bazi çesitlerde, birinci araligi (34), bir hava dümeni seklindeki profil (30) üzerine yerlestirmek istenebilmektedir, böylelikle, bir temel kural olarak, ön kenardan (31) yaklasik yüzde 42 kord uzunlugu bir mesafede olabilen hava dümeni seklindeki profilin (30) kütlesinin bir merkezi bunun yerine, ön kenardan (31) yaklasik yüzde 25 kord uzunlugunda bir mesafededir. Daha özel olarak, birinci araligi (34), bir hava dümeni seklindeki profil üzerinde yerlestirmek istenebilmektedir, böylelikle, hava dümeni seklindeki profilin (30) kütlesinin merkezi, ön kenardan (31) yaklasik yüzde 20 ve yaklasik yüzde 30 kord uzunlugu arasinda olan bir mesafede olabilen hava dümeni seklindeki profilin (30) aerodinamik merkezi (39) ile tutarli olmaktadir. Yukarida açiklandigi gibi bir dengeleme agirlik kablosunu (28) yerlestirmeye alternatifler, kablonun (28), örnegin radyal bir yönde kolayca bükülebilen, ancak esnek kanat (20) boyunca kanat desteklerine (11, 13) teget bir yönde yükleri aktaran yari-sert bir plaka ile degistirilmesini ve/veya kütle merkezini istenen yere, örnegin aerodinamik merkez (39) ile tutarli olacak sekilde kaydirmak için hava dümeni seklindeki profilin (30) ve/veya esnek kanat (20) içindeki kaburgalarin düzenlemesini içerebilmektedir. Ikinci alternatif üretim sirasinda, örnegin profillerin (30) enjeksiyonla kaliplanmasiyla gerçeklestirilebilmektedir. Her iki alternatif ile, dengeleme agirlik kablosu (28) ayrica hafif, yüksek dayanimli bir ip ile degistirilebilmektedir. Bir ikinci aralik (36), hava dümeni seklindeki profillerin (30) kütlesinin (38) yer çekim merkezinde olusturulabilmektedir. Ikinci aralik (36), torku birinci kanat destegine (12) aktarmak amaciyla bir ikinci kabloyu (24) kabul etmek için olusturulabilmektedir. Bir üçüncü aralik (35) ayrica, büyük ölçüde, ayni sekilde, örnegin, kütlenin (38) yer çekim merkezi, yani ikinci aralik (36) ile hava dümeni seklindeki profilin (30) aerodinamik merkezinden (39) esit uzaklikta olan bir mesafede olusturulabilmektedir. Üçüncü aralik (35), torku birinci kanat destegine (12) aktarmak amaciyla bir üçüncü kabloyu (26) kabul etmek için de olusturulabilmektedir. Bazi uygulamalarda, üçüncü aralik (35), tercihen konumlandirilabilmektedir, yani tercihen, her bir hava dümeni seklindeki profilin (30) ön kenari (31) boyunca agirliklandirilabilmektedir. Bazi çesitlerde, tercih edilen konum, her bir ilgili hava dümeni seklindeki profilin (30) ön kenarina (31) daha yakin kord uzunlugunun yaklasik yüzde üçüne (3) kadar olabilmektedir. Diger çesitlerde, tercih edilen konum, her bir hava dümeni seklindeki profilin (30) ön kenarina (31) yakin olan kord uzunlugunun yüzde 1 ila 1.5 araliginda olabilmektedir. Tercih edilen agirliklandirma, asagidaki avantajlari üretebilmektedir: esnek kanat (20) esneyebilmekte ve sifir (0) derecelik bir hücum açisina yakin kalabilmektedir ve aerodinamik momentum, esnek kanadi (20) konum etrafinda döndürmektedir. Aerodinamik momentumun, profiller (30) ile ayrilan iki kablodaki (26, 24) gerilme kuvvetleri ile dengelenmesiyle, Darrieus rotor yörüngelerinin gerçekte enerjinin üretilmedigi kisimlarindaki parazit sürüklenmesini daha da azaltmak mümkündür. Buna göre, bu tür bir tasarim ile, rotor hizina karsi hücum açisinin en iyi optimizasyonunu gerçeklestirmek mümkün olabilmektedir. Ikinci (24) ve üçüncü kablolarin (26) çaplari, merkezkaç kuvveti tahmin edilerek ve merkezkaç kuvvetinin ürününe ve bir degiskene esit maksimum gerilim kuvveti ayarlayarak yaklastirilabilmektedir. Degisken, (destekler arasindaki mesafe, dört (4) maksimum kanat yariçapindan daha az ise ) yaklasik 1.2, (destekler arasindaki mesafe, sekiz (8) maksimum kanat yariçapindan daha az ise) yaklasik 2 veya (destekler arasindaki mesafe, on (10) maksimum kanat yariçapindan daha az ise) yaklasik 2.4 olabilmektedir. Düzenleme, torku aktarmak için, iki kablo (26, 24) açisindan açiklanmis olsa da, teknikte uzman kisiler, tork aktariminin, tek bir kablo kullanilarak da gerçeklestirilebilecegini takdir edebilecektir. Bununla birlikte, daha fazla stabilite ve dengeleme içerebilen iki kablo (26, 24) kullanmanin avantajlari, tek bir kablo düzenlemesinin avantajlarindan daha agir gelebilmektedir. Kablolar (28, 26, 24) çelik teller olsa da, agirligi azaltmak için daha büyük esnek kanatlar (20) istenirse, kablolar (26 ve 24), örnegin hafif, ultra-yüksek-agirlik polietilen elyaflardan üretilebilirken, ön kablo (28), balast islevi görecek çelikten yapilabilmektedir. Baska uygulamalarda sert biçaklar kullanildiginda, balast eklemeden farkli çalisma kosullarinda sabit kanat performansi elde etmek için problem oldugunu belirtmek önemlidir. Aslinda, kanatlari (20) dengelemeden, örnegin, ön kabloyu (28) kullanarak, sistem (10), hareketlerine karsi koyacak sekilde hücum açilarindan mustarip olabilmekte ve arttirma egiliminde olabilmektedir. Bir hava dümeni seklindeki profilin (40) alternatif bir düzenlemesi, SEKIL 4A ve 4B'de gösterilmektedir. Her bir alternatif hava dümeni seklindeki profil (40), bir ön kenar (41), bir arka kenar (43) ve üst (42) ve alt periferik yüzeyler (47) içermektedir. Bununla birlikte, bir hava dümeni seklindeki profilin (30) birinci düzenlemesi (Sekil 3), karsilik alternatif hava dümeni seklindeki profil (40), ön kenarda (41) yerlestirilebilen tek bir araliga (44) sahip olabilmektedir. Bu tür bir alternatif, her biri farkli bir malzemeden yapilabilen, tek kablonun gerilimi ile zardaki (25) gerilimi dengelemek zor bir is oldugundan, daha zor olabilmektedir. ilaveten, bu tür bir alternatif düzenleme, faydali olmasi gerekmeden daha hafif bir yapi ile sonuçlanabilmektedir. Örnegin, esnek kanadin (20) kütlesi çok hafifse, rüzgar, esnek kanadi (20) etrafinda hareket ettirebilmektedir, böylece gücü çikarmak için optimum yörüngeyi izlememektedir. Örnegin, temel kural olarak, esnek kanat (20) için minimum agirlik yaklasik 0.13R2 olabilmektedir (dogrusal kanat metre basina kg'da). Esnek kanadin (40) agirligini daha da azaltmak için, her bir hava dümeni seklindeki profil (40), yük tasima elemanlarinin (45) yani sira kesme bölümünün (46) bulundugu bir kirise (Sekil 48) benzer sekilde yapilandirilabilmekte ve düzenlenebilmektedir. Teknikte uzman kisiler, hava dümeni seklindeki profilin (30) de bir kiris konsepti kullanarak tasarlanabildigini takdir edebilecektir. Yine burada, bu tür bir düzenleme, daha hafif bir yapi ile sonuçlanabilmektedir ve sonuç olarak, esnek kanadin (20) kütlesi çok hafifse, rüzgar, esnek kanadi (20) etrafinda hareket ettirebilmektedir, böylelikle, gücü çikarmak için optimum yörüngeyi izlememektedir. Dengeleme kablosu (14) ile birlikte tek, esnek bir kanat sisteminin (10) bazi avantajlari, tamamen durdurulabildigini ve kanat kütlesinin, sistemin (10) yapisinin geri kalan kütlesinden daha büyük olmasini içermektedir. Avantajli bir sekilde, tamamen durdugunda ve çalismadiginda, tek, esnek kanat sistemi (10), benzer malzeme içeren diger yapilarin yapamayacagi, örnegin 70 metre/saniye gibi önemli ani rüzgâra dayanabilmektedir. Önemli ani rüzgârlarin endise olmadigi veya az endise oldugu ve/veya tercih edilen bir kosulun simetrik bir görünüs içerebilecegi yerler için, daha az titresim ve/veya daha az tork dalgalanmasi, bir veya daha fazla ek esnek kanat ilave edilebilmektedir. Avantajli olarak, bir ikinci esnek kanat, dengeleme kablosu (14) ile degistirilebilmektedir. Sekil 5A ve SB'ye iliskin olarak, iki kanatli bir sistemin (50) açiklayici bir düzenlemesi gösterilmektedir. Karsilikli iki esnek kanata (20a, 20b) sahip olan bu tür bir sistem (50), simetrik ve büyük ölçüde dengeli bir yapi olusturabilmektedir. Üç kanatli bir sistem, çift kanatli versiyondan (50) daha yumusak bir hareket ve daha iyi bir denge saglayabilse de, bu avantajlar ve yararlar, artan yapi karmasikligi ve maliyet zararina gelmektedir. Çok kanatli bir sistem (50) için her biri aerodinamik direnci arttiran sert dayanaklarin sayisi (16a-160), tasarim hedeflerine bagli olarak birden fazla olabilmektedir. Bununla verimli bir sistem (50) saglamaktadir. Bununla birlikte, tasarimci, daha yumusak kanat hareketi ve daha az tork salinimi elde etmek için bir miktar bükülmeye (daha az dayanak ile) Izin vermeyi seçebilmektedir. Yatay eksen kanatli sistemlere kiyasla, çok kanatli sistem (50), daha fazla güç saglamayarak ve avantajli olarak, aksi takdirde pervane tahrikli rüzgâr türbinlerinin çalisma araliginin disinda olacak rüzgâr hizlarinda çalisarak, süpürülen alani 3 ila 4 kat arttirabilmektedir. Çok kanatli sistemin (50) esnek kanatlarinin (20a, 20b) tasarimi ve yapisi ve esnek kanatlar (20a, 20b) ve sert dayanaklar (16a-160) arasindaki baglantinin tasarimi ve yapisi ve esnek kanatlar (20a, 20b) ve kanat destekleri (12, 15) arasindaki baglantinin tasarimi ve yapisi, esnek kanat ve dengeleme kablosu düzenlemesi (10) ile baglantili olarak önceden açiklananlara büyük ölçüde benzer olabilmekledir. Iki sistem (10, 50) arasindaki bir birincil fark, sert dayanaklarin (16) sayisi olabilmektedir. Yine bir baska düzenlemede, SEKIL 8A ila 8C'ye iliskin olarak, uzak uçlari bir çapraz dayanaga (23), yani bir T seklinde çapraz dayanak ve orta uzunlukta (L/2) 90 derece egrilmis iki çift yarim kanada (20c, 20d ve 209, 20f) sahip bir güç üretim sistemi egrilmesi, her dönüsteki gibi desteklerdeki (11, 13) titresimleri ve bükülme momentlerini azaltmaktadir, burulma ile ilgili kuvvetler, tork dalgalanmasini azaltarak daha iyi dagitilmaktadir. 90 derece bir egriltme açisi açiklansa da, teknikte uzman kisiler, diger uygulamalarda, sistemin (90), her bir çiftte ve uygun bir egriltme açisinda esnek kanatlarin her birinin uzak uçlarina birlestirilmek üzere yapilandirilan ve düzenlenen bir çapraz dayanak ile birlikte birden fazla iki çift yarim kanat içerebildigini takdir edebilmektedir. Bazi çesitlerde, çoklu yarim kanatlarin (200, 20d, 20e, 20f) her birinin üçüncü kablosu (26), örnegin, üçüncü kablonun (26) tellerini ilgili çubugun uzak ucu boyunca olusturulan bir açikliktan geçirerek, kablo tellerinin serbest çalisan uçlarini ilgili çubugun uzak ucunun etrafinda birkaç kez yuvarlayarak ve kablo tellerinin serbest çalisan uçlarini, yuvarlanmis dönüsler arasinda dokuyarak, çapraz dayanagi (23) olusturan çubuklardan birinin bir uzak ucuna serbest birakilabilir sekilde birlestirilebilmektedir. Her bir yarim kanadi (200, 20d, 20e, 20f) olusturan hava dümeni seklindeki profillerin (30) her birinin kütlesinin (38) yer çekim merkezine yerlestirilen ikinci kablo (24), ikinci kabloyu (24), çapraz dayanagin (23) ilgili çubugu boyunca olusturulan bir açiklik (62) boyunca geçirerek ve bir tespit somununu (18) kablonun (24) ucuna birlestirerek, çapraz dayanagin (23) ilgili ucuna serbest birakilabilir sekilde birlestirilebilmektedir. Çalisma SEKIL 1A'nin esnek kanadi ve dengeleme kablosu sisteminin (10) ve SEKIL 5A'nin ikili kanat sisteminin çalismasi ve sistemler (10, 50) ile güç üretmek için bir yöntem açiklanacaktir. Açiklayici, hibrit bir güç üreten sistem (60), iki sistemin (10, 50) ana yapisal elemanlarini göstermektedir ve bu açiklamada atifta bulunulacaktir. Gömülü sistemlerin (60) her bir esnek kanadinin (20), bir birinci (11) ve bir ikinci destek (13) tarafindan bir uzak ve yakin uçta desteklendigi ve her bir kanadin (20), hafif yapiyi dengelemek amaciyla en az bir tane gerilmemis kablo (28. 26, 24) içerebilen çok sayida, örnegin üç (3) kablo içerebildigi, gerilmis kablonun (26. 24), gerçekte bir makineye (70) kuvvet aktarmak için kullanilabildigi hatirlatilmaktadir. Bazi çesitlerde, ikinci kablo (24), esnek kanda (kanatlara) (20) yapi ve bir yük tasima yetenegi saglayan hava dümeni seklindeki profillerin (30) her birinin kütlesinin (39) yer çekim merkezine yakin yerlestirilebilmektedir. Iki kablo (26, 24) kullanildiginda, orta noktalari, hava dümeni seklindeki profillerin (30) her birinin aerodinamik merkezine (39) yakin olabilmektedir. Bununla birlikte, kablo (26) ve hava dümeni seklindeki profillerin (30) her birinin aerodinamik merkezi (39) arasindaki mesafe, tercihen, hava dümeni seklindeki profilin (30) ön ucuna (31) dogru agirliklandirilabilmektedir. Zar (25), esnek kanadi (20) olusturmak için hava dümeni seklindeki profillerin (30) her birine sabit sekilde birlestirilebilmektedir. Avantajli olarak, kablonun (26, 24) bir bölümü ayrica, zarin (25), özellikle hava dümeni seklindeki profillerin (30) bulunmadigi yerlerde aerodinamik bir seklini korumasini izin vererek zarin (25) ön gerilmesini saglayabilmektedir. Esnek bir kanadin (20) bazi önemli özellikleri, radyal esneklik, yani bir makineye (70) baglandiginda ve tegetsel sekilde büküldügünde daha fazla sertlik içerebilmektedir. Bazi düzenlemelerde, bir birinci adimda, yöntem, birinci destek (11) üzerinde bir motor ve bir jeneratör olarak hareket edebilen bir makinenin (70) saglanmasini içermektedir. Bazi uygulamalarda, bir sonraki adimda, esnek kanat (kanatlar) (20) içine yerlestirilmis her bir gerilmeli kablonun (26, 24) uzak uçlari, bir birinci kanat destegine (12) serbest birakilabilir bir sekilde birlestirilebilirken, esnek kanat (kanatlar) (20) içine yerlestirilmis her bir gerilmeli kablonun/tellerin (26, 24) yakin uçlari, bir ikinci kanat destegine (15) serbest birakilabilir bir sekilde birlestirilebilmektedir. Kablolarin (26, 24) ilgili uçlarinin kanat desteklerine (12, 15) birlestirilmesi daha önce ele alinmistir ve daha fazla tartisilmayacaktir. Benzer sekilde, ikinci kanat desteginin (12) ikinci destek (13) içindeki rulman montajina (80) birlestirilmesi, daha önce ayrintili olarak ele alinmistir. Birinci kanat destegini (12) makineye (70) birlestirmek için; SEKILLER ?A ve 78, birinci kanat destegini (12) senkronize bir PM motor tekerlegine veya makineye (70) islevsel olarak baglamak amaciyla açiklayici bir düzenlemeyi göstermektedir. Teknikte uzman kisiler, makine (70) olarak senkronize bir PM motor tekerlegi seçmenin yalnizca açiklama amaçli oldugunu ve bulusun bunlarla sinirli olarak kabul edilmemesi gerektigini takdir edebilmektedir. Aslinda, diger motor-jeneratör makine türleri kullanilabilmektedir ve tümü, mevcut bulusun kapsamindadir. Senkronize PM motor tekerlegi (makine (70)), örnegin ayraçlar (72) tarafindan tutulan bir yuvarlak halka (79) üzerine yerlestirilmis birden fazla kalici miknatis tarafindan olusturulan bir manyetik alan kullanan senkronize bir motordur. Rotorun (78) sargilarla Serbest dönmesine izin vermek ve dönen sargilarin sabit güç kablosundan (73) ayrilmasini saglamak üzere direnci ayarlamak için, örnegin armatür (71) ve bir rotor kolu (78) arasinda bir kontak halkasi (75) saglanabilmektedir. Indüklenen elektrigi bir yüke, bir güç nakil sebekesine ve/veya bir güç depolama cihazina iletmek için bir güç kablosu (73) saglanabilmektedir. Makinenin (70) isleyisleri, birkaç tel (72) tarafindan desteklenen bir yuvarlak halkada (79) bulundurulabilmekte ve desteklenebilmektedir. Yukarida bahsedilen rotor kolu (78), örnegin, kanat desteginin (12) bir kütle merkezinde ve/veya bir baglanti cihazi (77), yani civatalar kullanarak kablo uçlarinin birlesme noktalari arasindaki bir orta noktada bulunan bir aralik ile birinci kanat destegine (12) serbest birakilabilir sekilde birlestirilebilmektedir. Bazi uygulamalarda, rotor kolu (78), örnegin kontak halkasi (75) araciligiyla armatüre (71) baglanmaktadir, böylece, rotor kolu (78), dönen birinci kanat destegi (12) tarafindan döndürüldügü zaman, armatür (71) dönmemektedir. Birden fazla kalici miknatis tarafindan üretilmis degisen manyetik alan, gücü arttirarak akima neden olmaktadir. Bir sonraki adimda, esnek kanatlar (20), makineyi (70) çalistirmak için akan siviya maruz kalabilmektedir. Kanatlar (20) döndügünden, bazi çesitlerde, yöntem, bir dengeleme kablosunu (28), esnek kanatlardaki (20) her bir hava dümeni seklindeki profilin (30) bir ön kenarina (31) yakin bir açiklik (34) boyunca yerlestirerek ve örnegin, her bir hava dümeni seklindeki profilde (30) ilgili açikliklar (35, 36) boyunca yerlestirilen kablolar (26, 24) kullanilarak makineye torku aktararak, esnek kanatlari (20) yönlendirmeyi ve/veya dengelemeyi içerebilmektedir. Esnek kanatlar (20) arasina yerlestirilen en az bir sert dayanak (16), esnek kanatlari desteklemekte ve sistemi sabitlemektedir. Düsük ortam akis kosullarinda, makine (70), sistemi (60) minimum bir dönme hizina getirmek için kisaca bir motor olarak çalistirilabilmektedir, bundan sonra kanatlar (20) yeterince esnetilmekte ve yüklenmektedir, ortam akisi ve makine (70) tarafindan korunan bu dönme, birjeneratör olarak çalismak üzere degistirilebilmektedir. Esnek kanatli ve dengeli kablolar ile birlikte sistemler, iki tekerlegi birbirine baglayan tek bir kabloya benzer sekilde davranabilmektedir. Daha önce belirtildigi gibi, tek bir gerilmeli tel için tork aktarimi (H/L)*R2*sin(0i) olarak yaklastirilabilmektedir. Bu yaklasimda, yatay gerilme kuvvetinin (H), belirli sabit çalisma kosullarinda sabit oldugu varsayilabilmektedir, bu, örnegin kablo uzamasi ve farkli yükler nedeniyle her zaman dogru degildir. Bununla birlikte küçük yer degistirme açilarinda, örnegin yaklasik 30 dereceye esit veya daha az, H, seçilen açisal hizlar, rüzgâr hizlari ve rotor konumlari için neredeyse sabit oldugu ve çogunlukla ön gerilme ve/veya merkezkaç kuvvetleri tarafindan domine edildigi için varsayim daha dogrudur. Gerekli kuvveti tahmin etmek için, kanat, rüzgâr akisina dik oldugunda ortaya çikan maksimum kuweti kullanmak faydali olabilmektedir. Sert bir dayanagin esnek kanadin ve dengeleme kablosunun uzunluk merkezlerine baglanmasiyla, bir taraftan digerine aktarilan tork, asagidaki denklem ile yaklastirilabilmektedir: Tork : H/L* R3 *sin(0tf'2), Bir Darrieus biçagi, biçak hizinin rotor uç hizinin en az 2.5 kati oldugu yariçap araliginda iyi çalisabilmektedir. Bununla birlikte, asagidaki denklem kullanilarak tahmin edilebilecek asiri hücum açilarinda yüksek sürükleme üretilebilmektedir: Hücum Acisi = arctan[sin(q))i'(}v + cos((p))], burada, A uç hizi oranidir. Buna göre, asiri durumlarda, yani, 4› = 90 derece oldugunda, hücum açisi esit olabilmektedir arctan [1/A]. Esnek bir kanat için, maksimum kanat yariçapi, Rmax, yaklasik Rmax/Z'ye esit minimum kanat yariçapi, Rmin, ile uç hizi oraninin 4.5 ila 5 kati kadar çalisabilmektedir. Bazi uygulamalarda, Rmin yaklasik Rmax/2`den az olabilse de, örnegin Rmin, bunun yerine Rmaxl 3'e esit olabilmektedir, esnek kanat herhangi bir güç üretmediginden, yalnizca en azindan Rmin'e ulasana kadar sürüklenmektedir. Sabitleme Rmin = RmaX/Z koruyucu olabilmektedir. Esnek kanatlarin tasarim uzunlugu, süpürülmüs alan, tork aktarimi ve gerilim kuvvetinin merkezkaç kuvvetine orani arasindaki bir ödünlesimden etkilenebilmektedir. Örnegin, merkezkaç kuvvetinden yaklasik 1.2 kat daha büyük olan bir gerilme kuvveti varsaymak istenebilmektedir. Bu iliskiyi, merkezkaç kuvvetinden 1.2 kat daha büyük olan bir gerilim kuvveti için kullanarak, tasarim uzunlugu (L), asagidaki denklem kullanilarak tahmin edilebilmektedir: L lI;J*(Rniii,\ Rmn) 1025:(Riiisix Rnigixfiî) SEFRiîîgh: bu, kablolar için iyi bir malzeme kullanimi, ancak nispeten küçük bir süpürülmüs alan saglamaktadir. Yüksek uçta, örnegin, gerilim kuvvetinin merkezkaç kuvvetinin (örnegin hafif bir biçak nedeniyle) yaklasik 2.4 kati olabilecegi durumlarda, tasarim uzunlugu (L), asagidaki denklem kullanilarak tahmin edilebilmektedir: L 2(.)*(Rmax_ Rmij) 202:›(Rm3x _ Rmax.' 2) lUiFRi-nay. Gerilme kuvveti, merkezkaç kuvvetinin yaklasik 2 kati olabilirse, tasarim uzunlugu (L), asagidaki denklem kullanilarak tahmin edilebilmektedir: L/Rmax = 8, yani gerilme kuvvetinin merkezkaç kuvvetinin iki katina esit oldugu varsayilirsa, tork aktarma formülü asagidaki gibi olmaktadir: Tork Aktarimi = H*R"m*sin(0f2)/8(merkezi bir sert dayanak ile) Tork Aktarimi : H*Rmax*sjn(gj2)/32 (merkezi bir sert dayanak olmadan). Küçük açili yaklasimi kullanarak denklemleri basitlestirerek, yani sin(0i/2), a/2'ye (radyanda) yaklasik olarak esit oldugunda, kisi, bir merkezi sert dayanak eklemenin, ayni yer degistirme açisi için tork aktarimini bir dört kat arttirdigi sonucuna varabilmektedir. Bu nedenle, sistem, tek bir sert dayanak ekleyerek daha verimli hale gelebilmektedir. Ek sert dayanaklar (birin ötesinde), agirlik aktarimini, maliyeti ve aerodinamik sürtünmeyi arttirirken, tork aktarimini biraz daha verimli hale getirmektedir. Bu tür bir sistem araciligiyla aktarilabilecek gücün büyüklügünü tahmin etmek için, asagidaki denklem kullanilarak merkezkaç kuvveti (FC) tahmin edilebilmektedir: F; = 536*m*0f"R,._-_Jx, burada w, bir dönme hizidir (radyan/saniyede) ve m kütledir (kg'da). 5/6 sabiti, Rmin = Rmax/Z oldugunda, kütle merkezinin ofsetinin parabolik bir yaklasimina karsilik gelmektedir. Buna göre, gerilme kuvveti (H), asagidaki denklem kullanilarak hesaplanabilmektedir: H = 2%', = 5;'3*ni*uy'*i Buna göre, aktarilan güç (P), asagidaki denklem kullanilarak tahmin edilebilmektedir: Pi Z (0*H*an*sin(0. 2)/'8 = 5.."24*m*0)"*R.I.a;*sin((#2), Döner hizin sinirlamalari, w, asagidaki denklem kullanilarak A (yani, uç hiz orani) ve dis rüzgar hizi, v, açisindan verilebilmektedir: 7, - 0)*Rx'r, Bir Darrieus türü türbin, tek bir kanat için en iyi rotor katilik oranlarindan biri, yani Rmax'a göre kord uzunlugu, yaklasik olarak ve optimum uç hizi orani (A), 4 (en kötü durum) ila 5 (en iyi durum) araligindadir. En kötü durumdaki uç hiz oraninin yukaridaki denklem yerine geçmesi, 00 = 4*v/Rmax. Bu açisal hizin yukaridaki güç denklemi yerine geçmesi, asagidaki gibi sonuçlanmaktadir: bir kanat desteginden digerine aktarilan güce karsilik gelmektedir. Güç, iki kanatli bir sistemin her bir kanadi üzerine esit bir sekilde kaynaklanir ve dagitilirsa, üretilen güç kabaca bu miktarin iki kati olabilmektedir, yani 2P1. Esnek kanadin yolunun seklinin, bir parabol ile yaklastigi varsayilirsa, süpürülmüs alan, asagidaki denklem kullanilarak hesaplanabilmektedir: Süpürülen Alan : 2/3*L*(2*an+ Rmin) Rmin = Rmax/Z ve L = 8*Rmaxiçin, Süpürülen Alan : 40,53*an7. Türbin tarafindan çikarilan maksimum güç, asagidaki denklem kullanilarak tahmin edilebilmektedir: burada, v, rüzgar hizi, 1.225, deniz seviyesinde bir hava yogunlugu, 0.4 verim katsayisi ve 0.5 kinetik enerji iliskisinden türetilen bir katsayidir. 2P1 ila Pz arasinda denklem asagidaki gibidir: bu verilen bir yer degistirme açisinda (a) aktarilan gücün, seçilen yariçap ve kütleye bagli olabilecegini, ancak rüzgar hizina (v) bagli olmadigini göstermektedir. Bu, örnegin, örnegin, Gorlov'un türbinleri ve sessiz devir türbinleri ile mümkün oldugu gibi, belirli bir rüzgâr hizi için tasarim yapmak zorunda kalmadan, bir tasarimcinin özellikle çok kanatli bir konfigürasyonda, stabilite saglamak ve yumusak tork üretmek için bir yer degistirme açisi (cx) seçmesine izin vermektedir. Dolayisiyla, belirli bir yer degistirme açisi için torku aktarmak üzere gereken minimum kütle, genel denklem ile belirlenebilmektedir: Santrifüj kuvvetini aerodinamik kuvvetten daha yüksek tutmak için kanat uzunlugu basina kütlenin 0.13 x Rmax2'ye esit oldugu hatirlatilmaktadir. Bu nedenle, bir 8*Rmax kanat uzunlugu için: Bu iki denklemin birbirine esit olmasi ve yer degistirme açisinin (ci) çözülmesiyle, oi, yaklasik 13.5 dereceye esittir. Buna göre, 6 metrelik bir maksimum kanat yariçapi için, esnek kanadin kütlesi yaklasik 225 kg olabilmekte ve uzunluk yaklasik 48 metre olabilmektedir, bu da 4 metre/saniye (m/s) bir rüzgâr hizinda yaklasik 16 kN ve yaklasik 10 m/s rüzgâr hizinda yaklasik 100 kN gerilme kuvvetleri üretebilmektedir, elbette, uç hiz oraninin korundugu varsayilmaktadir. Esnek bir kanat ve dengeleme kablosu kombinasyonuyla, örnegin dengeleme kablosu gerilmeye karsi koyacagi için, desteklerde üretilen gerilme kuvvetleri iki katina çikarilabilmektedir. Bununla birlikte, yer degistirme açisinin artmasina izin vermek, kütlenin a ve sonuç olarak gerilme kuvvetlerinin azalmasina izin vermektedir. Tasarimcilar için yaygin bir güçlük, aerodinamik denge ve rüzgâr içermektedir. Örnegin, esnek kanatlar, yörüngelerini rüzgârlara karsi korumalidir, bu da olasi kütle azaltma üzerinde bazi sinirlamalar getirebilmektedir. Kanat uzunlugu basina 0.13*Rmax2 kütle sinirlamasi, kanat yörüngesini, rüzgar ile degil, yalnizca nominal hizlarda tutmaktadir. Seçilen tasarim parametreleri ve örnek degerler ve araliklarin bir tablosu, SEKIL 9'da saglanmaktadir. Darrieus türü Dikey Eksenli Rüzgar Türbinleri ve Pervane türü Yatay Eksenli Rüzgar Türbinlerinin Karsilastirmasi Burada açiklanan sistem, malzeme maliyetleri açisindan önceden bilinen Darrieus türü dikey eksenli rüzgâr türbininkinden önemli ölçüde üstün olabilmektedir. Pervane türü bir tasarimin, özellikle genis süpürülmüs alanlar için, dikey eksenli rüzgâr türbinlerinden üstün olabilecegi de yaygin olarak bilinmektedir. Belirli performansi, örnegin kentsel yerlerdeki çatilar üzerinde her yönden rüzgâr almayi gerektiren belirli nis cihazlar olmasi bir istisnadir. Ayni varsayimlari kullanarak, yani, Rmin = RmaX/Z ve L = 8 * Rmax, süpürülmüs alan, yaklasik 13.3*Rmax2 olabilmektedir. Bu nedenle, esdeger bir süpürülmüs alan ile birlikte pervane türü bir türbin, 13.3/1T kare köküne esit bir yariçap gerektirebilmektedir. Dolayisiyla, bir pervane için benzer bir yariçap, esnek kanattan kabaca iki kat daha büyük olabilmektedir veya ayni yariçap, tek bir esnek kanat yerine dört pervane gerektirebilmektedir. Bu pervaneler enerjilerinin çogunu, desteklerin tepesindeki merkezi bir hattan ziyade, dönmelerinin çevresinde yakaladiklari için, pervane, daha yüksek hareket ettirilebilmektedir ve dolayisiyla destek daha uzun olmalidir. Bu 6 metrelik Rmax yariçapi tasarimini, 12 metrelik bir destekle karsilastirirsak, iki destek üzerindeki iki pervaneyle esdeger bir sonuç elde etmek için yariçaplarinin yaklasik 8.5 metre olmasi gerekmektedir. ilaveten, destegin yüksekligi yaklasik 15 metre (bir tarim ortaminda 6 metre açiklik saglamak için) ve yaklasik 18 metre (rüzgâr enerjisi hasadinin basladigi yerde 9 metrelik bir uzaklastirma saglamak için) arasinda degisebilmektedir. Tek bir pervane kanadi durumunda, biçak uzunlugunun yaklasik 12 metre uzunlugunda olmasi gerekebilmekte ve destek yüksekliginin, kabul edilebilir açikliklar ve verimleri korumak için yaklasik 18 ila 21 metre arasinda olmasi gerekebilmektedir. Desteklerin yapisi, yüksekliklerinin karesine ve rotorun yariçaplarinin küpüne yakin ölçeklenebilmektedir. Bu nedenle, daha uzun destek gereksinimleri, bir günlük rüzgar profiline bagli olarak, destek maliyetlerini 1.3 ila 1.8 kat artirabilmektedir. Örnegin, örnek bir rüzgârin, 20 metreden ziyade zemin yüzeyinin üzerinde 10 metrede oldukça yavas olan arazilerde, örnegin, yüzey pürüzlülügünün yüksek oldugu bir arazide, pervane ve daha uzun bir destek için daha yüksek bir yükseklik daha faydali olabilmektedir. Pervane kanatlari karmasiktir, çünkü bunlar kivrilmaya ve bükülmeye karsi dayanikli olan, sert uzun yapilar olmalidir. 12 metrelik kanatlar ile birlikte pratik 3 kanatli pervaneler, yaklasik 7'Iik bir uç hiz oranina sahip olabilmektedir. Tek bir biçagin agirligi, örnegin gelismis kompozit malzemeler kullanilarak yaklasik 750 kg olabilmektedir. Böylece toplam agirlik, rotorun tamami için yaklasik 2.2 metrik (veya uzun) ton olacaktir. 225 kg'lik esnek bir kanat için agirlik ve maliyetlerle karsilastirildiginda, ikincisinin agirligi önemsizdir. Ilaveten, bir rotor için destek tasarimi ve tasarim, daha önemli biçak agirligini dikkate almalidir. Bulusa göre esnek kanatlar, tasima ve kurulum kolayligi için kompakt bir yapilandirmaya da döndürülebilmektedir. Bu açikça, üniter yapi veya bazi durumlarda agirlik ve maliyet eklenen çoklu baglantili eleman gerektiren sert pervaneler ve diger sert kanatlar için bir durum degildir. Burada kullanilan terimler ve ifadeler, sinirlama olmaksizin, açiklama terimleri ve ifadeleri olarak kullanilmaktadir ve bu terimlerin ve ifadelerin kullaniminda, gösterilen ve açiklanan özelliklerin veya bölümlerin herhangi bir esdegerini hariç tutma amaci bulunmamaktadir. Çesitli düzenlemelerin özellikleri ve islevleri, çesitli kombinasyonlarda ve permütasyonlarda düzenlenebilmektedir ve tümünün, açiklanan bulusun kapsaminda oldugu kabul edilmektedir. Buna göre, açiklanan uygulamalar her bakimdan yalnizca açiklayici ve kisitlayici olarak kabul edilmemelidir. Ayrica, burada açiklanan yapilandirmalar, malzemeler ve boyutlar açiklama amaçlidir ve hiçbir sekilde sinirlayici degildir. Benzer sekilde, açiklayici amaçlar için fiziksel açiklamalar saglanmis olmasina ragmen, herhangi bir teori veya mekanizma tarafindan sinirlandirilma veya talepleri buna göre sinirlama amaci bulunmamaktadir. Koruma kapsami, patent istemleriyle tanimlanmaktadir. TR TR TR TR TR TR TR TR TR