بررسی عملکرد توربین بادی ساونیوس در مجاورت یک ساختمان با مقطع دایروی

شهرهای بزرگ امروزی مملو از ساختمان‌های بلند با ارتفاع مختلف هستند که تقاضای انرژی زیادی دارند. از طرفی، تولید برق پراکنده بخش جدایی ناپذیر از این شهرها در کشورهای پیشرفته بشمار می‌آید. برای استفاده از توربین‌های بادی با مقیاس کوچک و تولید برق پراکنده، عملکرد این نوع از توربین‌های بادی بایستی در مجاورت ساختمان‌های مختلف در مناطق شهری مورد بررسی قرار گیرد. در این پژوهش، مشخصه‌های توانی یک توربین بادی ساونیوس رایج در مجاورت یک ساختمان بزرگ با مقطع دایروی در سرعت جریان باد 6 متر بر ثانیه مورد بررسی قرار گرفته است. به این منظور، از توربین‌های بادی ساونیوس در فاصله بی‌بعد برابر با 2 نسبت به جداره ساختمان مورد نظر و در موقعیت‌های زاویه‌ای برابر با 30، 45، 60، و 90 درجه استفاده شده است. همچنین، برای درک اثر جهت چرخش توربین در مجاورت ساختمان مورد نظر، دو جهت چرخش ممکن یعنی چرخش رو به داخل و چرخش رو به خارج مورد بررسی قرار گرفته است. محاسبات برای سرعت نوک بی‌بعد 0/4،0/8، و 1/2  انجام گرفته است. داده‎های بدست آمده حکایت از تاثیر قابل توجه موقعیت زاویه‌ای و جهت چرخش روتور دارد. بررسی نتایج بدست آمده نشان می‌دهد که، بسته به مقدار سرعت نوک بی‌بعد، با چرخش روتور رو به داخل و قرارگیری آن در موقعیت‌های زاویه‌ای 60 و 90 درجه بیشترین بهبود در ضریب توان در محدوده 208/72 تا 439/95 درصد نسبت به توربین نصب شده در جریان باد آزاد بدست می‌آید.

evaluation of a savonius wind turbine in the vicinity of a circular cross-sectional building

today’s big cities are full of tall buildings requiring a lot of energy. on the other hand, dispersed electricity generation is an integral part of these cities in developed countries. to use small-scale wind turbines and dispersed electricity generation, the performance of such turbines in the vicinity of various buildings in the urban environment should be investigated. in this study, the power characteristics of a conventional savonius wind turbine in the vicinity of a large circular cross-sectional building are assessed under a free-wind speed of 6 m/s. to this, the savonius rotors are installed at a constant non-dimensional distance of 2 from the building envelope at different installation angles of 30°, 45°, 60°, and 90°. additionally, to understand the effects of the rotation direction of the rotor, two possible rotations, namely, inward and outward rotations are studied. computations are performed for tip speed ratios of 0.4, 0.8, and 1.2. the obtained results reveal the significant impacts of installation angle and rotation scenario. examination of the obtained data shows that, depending on the for tip speed ratio, with inward rotation of the rotor at installation angles of 60° and 90°, the maximum improvements in the power coefficient are found compared to the reference case.