Kokeellinen tutkimus tuulenohjaimen vaikutuksesta Savonius-roottorin suorituskykyyn

Abstract

Sigurd Johannes Savoniuksen 1920-luvulla kehittämällä tuuliroottorilla on mahdollista saavuttaa useita etuja muihin tuuliroottoreihin verrattuna. Savonius-roottorin ajatellaan soveltuvan erityisesti kaupunkialueille, joissa tuulen suunta ja nopeus vaihtelevat voimakkaasti. Savonius-roottorin tehokerroin on kuitenkin heikko, mikä on johtanut sen vähäiseen käyttöön energiantuotannossa.

Tässä opinnäytetyössä tutkittiin kokeellisin menetelmin, olisiko Savonius-roottorin tehokerrointa mahdollista kasvattaa roottorin eteen sijoitettavan tuuliohjaimen avulla. Työssä kerättiin tietoa tutkimuskäyttöön valmistetun roottorin toiminnasta ilman tuulenohjainta sekä tuulenohjaimen kanssa. Näin ollen kerätyn tiedon perusteella oli mahdollista tehdä johtopäätöksiä tuulenohjaimen vaikutuksesta roottorin toimintaan.

Roottorin akselilta kerätyn tiedon pohjalta oli mahdollista havaita tuulenohjaimen kasvattavan Savonius-roottorin tehokerrointa. Tehokertoimen kasvaessa Savonius-roottorille ominainen riippumattomuus tuulensuunnasta kuitenkin menetetään tuulenohjaimen johdosta.

The wind rotor developed by Sigurd Johannes Savonius in the 1920s has the potential to achieve several advantages over other wind rotors. The Savonius-rotor is thought to be particularly suitable for urban areas where wind direction and speed vary greatly. However, the power factor of the Savonius rotor is weak, which has led to its low use in energy production.

In this thesis, it was investigated by experimental methods whether it would be possible to increase the power coefficient of the Savonius rotor by means of a wind deflector placed in front of the rotor. Information was collected on the operation of a rotor manufactured for research use without a wind deflector and another rotor in front of which a wind deflector was placed. On the basis of the collected data, it was possible to draw conclusions about the effect of the wind deflector on the operation of the rotor.

Based on the data collected from the rotor shaft, it was possible to observe that the wind deflector increases the power coefficient of the Savonius rotor. At the same time, as the power coefficient increases, the independence of the Savonnius rotor from the wind direction is lost due to the wind deflector.