Savonius-tuuliturbiini
Windesol - Tuuli- & aurinkovoima tietosanakirja
|
Aakkosellinen hakemisto sekä kaikki Windesolin luokat |
Sisällysluettelo |
Yleistä
Savonius-tuuliturbiini on Suomalaisen Sigurd Savoniuksen vuonna 1920-luvulla kehittämä pystyakselinen tuuliturbiini. Tuuliturbiini voidaan valmistaa helposti muoviputkesta joka halkaistaan keskeltä kahtia. Putket laitetaan pystysuuntaan nähden erilleen toisista, niin että väliin jää rako, joka on noin 30% kokonaishalkaisijasta. Tuuliturbiinin poikkileikkaus muistuttaa S-kirjainta.
Historiaa
80-luvulla tehdyissä tuulitunnelitesteissä huomattiin, että hyötysuhde nousee jos putken kaaret ovat laakeammat. Testeissä päästiin parhaillaan noin 23% hyötysuhteeseen 6,5 m/s tuulilla. Jälkitutkimuksissa Savonius-tuuliturbiiniin yritettiin mallintaa myös siiven aiheuttamaa nostovoimaa ja hyötysuhde parani entisestään noin 24%:iin, mutta käytännön hyötyä sillä ei ollut, koska tuulennopeuden piti olla tällöin lähes 11 m/s.
Mitoitus
Oikeilla toimenpiteillä ja mitoituksella hyötysuhde voidaan kuitenkin kaksinkertaistaa. Esim. suppenevilla ja avartavilla tuulenohjaimilla voidaan nostaa tehoa.
- Päätylevyjen tulee olla 5% halkaisijaa suuremmat
- Siivet tulee kiinnittää vain päistään - ei siis roottoreita toisiinsa, koska ilmaraossa ei saa olla esteitä.
- Muotosuhde korkeus : halkaisija = 6 : 8 antaa paremman suorituskyvyn, mutta muotosuhde 2 on taloudellisesti optimaalinen.
- Siivekkeiden 20% väli heikentää hyötysuhdekerrointa 8%. Savoniuksen mukaan läpisyötön leveys 1/3 - 3/5.
- Siivekkeiden määrää ei pidä lisätä yli kahden
Muuta
Savonius tuuliturbiinin huonoihin puoliin voisi luokitella sen pieni koko, koska jos sen kokoa kasvattaa, niin sen massa alkaa nousta tavattoman suureksi. Myös roottorin asennosta riippuva käynnistysmomentti ja epätasainen pyörimisliike ovat käytännön kannalta huonoja puolia. Pyörimisen epätasaisuutta voidaan vähentää asentamalla kaksi roottoria päällekkäin 90° kulmaan toisiinsa nähden. Pyöriessään savonius-roottori aiheuttaa voimakkaita poikittaisvoimia, jotka rasittavat tukirakenteita ja laakereita, joten kovin suuria laitoksia siitä ei voi rakentaa. Turbiinista on tehty lukuisia muunnelmia, joista merkittävin lienee niin ikään suomalainen windside-tuuliturbiini.
Muita merkittäviä VAWT-tuuliturbiineja ovat Windside, Darrieus ja Lenz sekä tuulen mittauksissa käytetty kuppi-tuuliturbiini.
Linkit
