Savoniova větrná turbína

Geniální, široce rozšířená turbína nesoucí název svého vynálezce, dokáže těžit energii větru od nízkých rychlostí a zároveň je konstrukčně velmi jednoduchá a vyrobitelná z různých materiálů.

Alternativy názvu Savoniusova turbína, Savoniův rotor

English savonius wind turbine

Kategorie všesměrová turbína, energie větru

Pokud je postavená svojí osou kolmo k zemskému povrchu, jde o vertikální a všesměrovou turbínu – vítr fouká odkudkoli a turbína reaguje okamžitě – neztrácí čas k přenastavení, jako je tomu třeba u vrtulových turbín. Je proto dobře využitelná v prvních metrech nad povrchem terénu, kde je vítr směrově velice často nestabilní.

Je možné ji instalovat v horizontální poloze, ale toho se ve vytěžování větru běžně nepoužívá, protože přestává být všesměrovou. Horizontálně se někdy instaluje do vodního toku jako vodní turbína.

Inovací oproti běžné vertikální turbíně spočívá v částečném překrytí protilehlých lopatek přes osu turbíny. Toto vylepšení poskytuje částečný negativní tah na zadní stranu protilehlé lopatky.

A protože i Savonius patří do skupiny odporových turbín, kde se veškerý boj soustřeďuje na rozdíl mezi zrychlením (akcelerací) a brzděním a to ve prospěch zrychlení, trocha té energie “z druhé strany” zvyšuje účinnost turbíny, která je do 20%

Článek o základním rozdělení trubín najdete na: Větrná turbína – základní rozdělení

Přesto je Savoniova turbína jednou z nejméně efektivních.

Savoniova turbína má v dvoulopatkovém podání svůj mrtvý úhel, tedy úhel, kdy není schopná se roztočit. To se v praxi eliminuje postavením více Savoniových turbín nad sebou vzájemně otočených o 90°. Využívá se tří lopatek, nebo profil stoupá a zároveň rotuje podél osy turbíny do šroubovice.

Existuje mnoho studií zkoumajících nejideálnější rozmístění lopatek vůči rotačnímu středu.

Možná zajímavější jsou některé práce, které si hrají s profilem lopatek od mírně esíčkovitých po kapkovité, případně výdutěmi a prohlubněmi jak na straně akcelerační, tak straně brzdící.

Je to Savoniova turbína?

Panuje velký zmatek v názvosloví a vertikální turbíny se zaměňují za Savoniovu nebo Savoniusovu turbínu. Savoniusova turbína je vylepšený typ vertikální turbíny, avšak ne každá vertikální je zároveň Savoniovou. Název turbíny odkazuje na svého vynálezce Johannese Savonius Sigurda , který si roku 1928 nechal patentovat turbínu s negativním tahem a tím značně vylepšil efektivitu vertikálních turbín. Dvě lopatky nepřiléhají k sobě, ale mají přesah jedna přes druhou. Na obrázku modře znázorněná šipka, je část energie větru, která způsobí negativní tlak na protilehlou lopatku turbíny.

Článek o Savoniově turbíně bude brzy následovat.

Plusy

jednoduchá konstrukce
všesměrová, pokud je postavená osou kolmo na zemský povrch
téměř bezhlučná

Rizika a omezení

nízká účinnost a nízký výkon

Zajímavost Savoniova turbína se také využívá pro vytěžování energie proudící vody, kdy je turbína, případně soustava turbín vodorovně umístěná do vodního řečiště, koryta.

Turbína neoplývá závratně vysokou účinností. Její stavba je ale velmi jednoduchá a dobře uchopitelná. Všesměrovost při instalaci blízko nad zemí je plusem, který Savoniovu turbínu předurčuje do krajin s nestálým směrem větrů.

Často se používá jako rozběhová turbína pro Darrieusovou turbínu, která není sama schopna nastartovat. V kombinaci Savonius-Darrieus turbína je celé zařízení daleko účinnější.

Zajímavým počinem je použití několika osově spojených turbínek instalovaných na stěnu domu. Zde se autoři pokouší využít obtékání stěny domu.