Savonijusova turbina

Savonijusova turbina je naprava za pretvaranje energije vjetra u mehaničku energiju rotacije. Turbinu je 1922. patentirao finski inženjer Sigurd Savonijus (fin. Sigurd Savoniuksen)

Shema jednostavne Savonius turbine sa 2 kraka (lopatice).

Rad

Spada u turbine sa vertikalnom osovinom. Radi nezavisno od smjera vjetra i sama se pokreće iz zaustavljene pozicije ako ima više od dva kraka. Turbina radi na principu otpora vazduha pošto su joj kraci (lopatice) zaobljene. Krak koji „hvata“ vjetar ima veći otpor nego drugi krak koji ide „protiv“ vjetra. Ova razlika u otporu vazduha uzrokuje okretanje turbine. Zbog ovoga, mehanizam za okretanje „u vjetar“ nije potreban.

Upotreba

mini

Koriste se svuda gdje je pouzdanost važnija od efikasnosti. Neki anemometri i morske plutače sa instrumentima koriste Savonijusove turbine za proizvodnju električne energije, jer je održavanje na nekim lokacijama teško ili nemoguće.

Najčešća primjena Savonijusove turbine je za ventilaciju na krovovima vozila (fletner ventilator (Flettner)). Ponekad se koriste i za reklamu, gdje rotacija turbine privlači pogled na reklamni natpis.

Savonijusova turbina je vrlo česta među amaterskim graditeljima vjetroelektrana, zbog jednostavnosti izrade i pouzdanosti u radu.

Konstrukcija

Najjednostavniji način je da se cilindar ili bure isiječe po vertikali na dva dijela. Dijelovi se zatim povezuju na vertikalnu osovinu, a na donjem dijelu osovine je mehanički prenos do električnog generatora ili mehaničke pumpe, zavisno od namjene.

Postoje razne konfiguracije, od kojih su neke sa dva ili četiri kraka (lopatice) prikazane na slici. Prikazan je pogled odozgo, ne sa strane.

Razne konfiguracije Savonijusovih turbina sa dva ili četiri kraka, pogled odozgo.

• Konfiguracija 1:

Laka za izradu i čvrsta, jer su krakovi vezani jednim krajem direktno na osovinu rotora. Može imati problema pri okretanju pri određenim smjerovima vjetra („odozgo“ ili „odozdo“ na slici). Relativno niska efikasnost.

• Konfiguracija 2:

Isti princip ali sa četiri kraka. Sva četiri kraka mogu biti na istoj visini, ali to nije nužno. Ova vrsta se sama pokreće pri bilo kojem smjeru vjetra. Relativno niska efikasnost.

• Konfiguracija 3:

Dva kraka ali pomjerena tako da vazduh koji udara u lopaticu biva zakrenut i udara u drugu lopaticu. Nešto teža za izradu, malo bolja efikasnost od vrsta 1 i 2.

• Konfiguracija 4:

Četiri kraka, princip kao kod vrste 3. Krakovi moraju biti razdvojeni po visini (na slici prikazani kao posebno crni, posebno plavi). Efikasnost bolja nego 1 i 2.

• Konfiguracija 5:

Viša efikasnost nego 1, 2, 3 i 4. Ne samo da je vazduh zakrenut na drugu lopaticu, već i oblik lopatice donekle vrši funkciju aeroprofila, pa stvara dodatni uzgon. Relativno visoka efikasnost.

• Konfiguracija 6:

Kao 5 ali sa četiri kraka koji moraju biti razdvojeni po visini (plavi i crni). Sama se pokreće pri svakom smjeru vjetra, efikasnost viša nego kod svih ostalih konfiguracija.

Efikasnost

Efikasnost se kreće od najviše 25% (za polukružne lopatice) do 32% (za posebno oblikovane lopatice koje se ponašaju i kao aeroprofil).

Literatura

• knjiga Dr. Gerija Džonsona Windbook.pdf, koja opisuje sve aspekte izrade vjetroelektrana, dajući detalje i o Savonijusovoj turbini.

Spoljašnje veze

• http://www.macarthurmusic.com/johnkwilson/MakingasimpleSavoniuswindturbine.htm Izrada jednostavne mikro vjetroelektrane sa Savonius turbinom.