사보니우스 풍력 터빈

사보니우스 풍력 터빈

Savonius 풍력 터빈은 회전축에서 바람의 힘을 토크로 변환하는 데 사용되는 수직축 풍력 터빈(VAWT)의 한 종류입니다.터빈은 여러 개의 에어로포일로 구성되어 있으며, 일반적으로 회전축이나 프레임워크에 수직으로 장착되어 지상 배치 또는 공중 시스템에 묶여 있습니다.

기원.

Savonius 풍력 터빈은 1922년 핀란드 엔지니어 Sigurd Johannes Savonius에 의해 발명되었고 ^[1]^[2]1926년에 특허를 받았다.유럽인들은 앞서 수십 년 동안 수직 풍력 터빈에서 휘어진 날개로 실험을 했었다.가장 먼저 언급되는 것은 역시 엔지니어였던 파우스토 베란지오 Csanad County의 주교입니다.그는 그의 1616년 책 Machinae novae에서 구부러지거나 V자 모양의 날개가 있는 몇 개의 수직축 풍력 터빈에 대해 썼다.그의 예나 다른 이전의 예들은 사보니우스가 성취한 발전 상태에 이르지 못했다.그의 전기에는 플레트너 로터와 비슷하지만 스스로 회전하는 터빈형 로터를 개발하려는 그의 의도가 언급되어 있다.그는 핀란드의 호수에서 다양한 작은 노 젓는 배에서 회전자를 가지고 실험을 했다.그의 조사 결과는 알려지지 않았지만, 매그너스 효과는 펠릭스 반 쾨니그(1978)^[3]에 의해 확인되었다^{[clarification needed]}.Savonius 풍력 터빈 특허는 1925년에,^[5] Savonius에 의해 1928년에 두 건이 미국에서 출원되었다.

작동

2 스쿠프 Savonius 터빈의 개략도

Savonius 터빈은 가장 단순한 터빈 중 하나이다.공기역학적으로 이것은 드래그 타입의 장치로, 두세 개의 ^[6]스쿠프로 구성되어 있습니다.위에서 로터를 내려다보면, 2개의 스쿠프 기계가 단면의 문자 "S"와 유사할 수 있습니다.곡률 때문에 스쿠프는 바람을 거슬러 이동할 때보다 바람을 거슬러 이동할 때 항력을 덜 받습니다.차동 항력으로 인해 Savonius 터빈이 회전합니다.Savonius 터빈은 드래그형 장치이기 때문에 유사한 크기의 다른 리프트형 터빈보다 훨씬 적은 풍력을 추출한다.실제로, Savonius 로터의 스윕 영역의 대부분은 확장된 기둥 없이 짧은 마운트가 있는 경우 지면 근처에 있을 수 있으며, 낮은 높이에서 발견되는 낮은 풍속 때문에 전체적인 에너지 추출의 효과가 떨어질 수 있다.수평축 풍력 터빈에 비해 몇 가지 장점이 있는데, 특히 낮은 소음 수준, 낮은 풍속 및 풍향에 ^[7]대한 상대적 독립성으로 작동할 수 있다는 점이다.

전력 및 회전 속도

Betz의 법칙에 따르면 로터로부터 추출할 수 있는 최대 출력은 P $P_{\mathrm {max} }={\frac {16}{27}}{\frac {1}{2}}\rho \cdot h\cdot d\cdot v^{3}$ $P_{\mathrm {max} }={\frac {16}{27}}{\frac {1}{2}}\rho \cdot h\cdot d\cdot v^{3}$ $P_{\mathrm {max} }={\frac {16}{27}}{\frac {1}{2}}\rho \cdot h\cdot d\cdot v^{3}$ $P_{\mathrm {max} }={\frac {16}{27}}{\frac {1}{2}}\rho \cdot h\cdot d\cdot v^{3}$ $P_{\mathrm {max} }={\frac {16}{27}}{\frac {1}{2}}\rho \cdot h\cdot d\cdot v^{3}$ $P_{\mathrm {max} }={\frac {16}{27}}{\frac {1}{2}}\rho \cdot h\cdot d\cdot v^{3}$ h $P_{\mathrm {max} }={\frac {16}{27}}{\frac {1}{2}}\rho \cdot h\cdot d\cdot v^{3}$ d $P_{\mathrm {max} }={\frac {16}{27}}{\frac {1}{2}}\rho \cdot h\cdot d\cdot v^{3}$ v $P_{\mathrm {max} }={\frac {16}{27}}{\frac {1}{2}}\rho \cdot h\cdot d\cdot v^{3}$ { $displaystyle P_{\mathrm {max$ } = $fr$ frac ${16}{27}{\frac$ {1 $}{2}}\rho \cdot$ {cdot { $cdot}$ 이다 $P_{\mathrm {max} }={\frac {16}{27}}{\frac {1}{2}}\rho \cdot h\cdot d\cdot v^{3}$ $isplaystyle$ d는 $d$ 로터의 높이와 $v$ 이고 v $\displaystyle$ v는 $v$ 풍속입니다.그러나 실제로는 추출 가능한 동력은 절반 정도(로터의 절반(바람과 함께 움직이는 스쿱)만 각 순간에 작동한다고 주장할 수 있습니다). $P_{\mathrm {max} }\approx 0.18\,\mathrm {kg\,m^{-3}} \cdot h\cdot d\cdot v^{3}$ P m $P_{\mathrm {max} }\approx 0.18\,\mathrm {kg\,m^{-3}} \cdot h\cdot d\cdot v^{3}$ $P_{\mathrm {max} }\approx 0.18\,\mathrm {kg\,m^{-3}} \cdot h\cdot d\cdot v^{3}$ 0. $P_{\mathrm {max} }\approx 0.18\,\mathrm {kg\,m^{-3}} \cdot h\cdot d\cdot v^{3}$ k $P_{\mathrm {max} }\approx 0.18\,\mathrm {kg\,m^{-3}} \cdot h\cdot d\cdot v^{3}$ - $P_{\mathrm {max} }\approx 0.18\,\mathrm {kg\,m^{-3}} \cdot h\cdot d\cdot v^{3}$ h $P_{\mathrm {max} }\approx 0.18\,\mathrm {kg\,m^{-3}} \cdot h\cdot d\cdot v^{3}$ d $P_{\mathrm {max} }\approx 0.18\,\mathrm {kg\,m^{-3}} \cdot h\cdot d\cdot v^{3}$ 3 v $P_{\mathrm {max} }\approx 0.18\,\mathrm {kg\,m^{-3}} \cdot h\cdot d\cdot v^{3}$ \ $displaystyle P_{\mathrm {$ max } \ $about$ 0. $18$ , \ $mathrm$ { $kg$ , $m^$ { - $3}$ \ $cdot$ d \ $cdot$ v^ { $3$ } 。

로터의 각 주파수는 $\omega ={\frac {\lambda \cdot v}{r}}$ $\omega ={\frac {\lambda \cdot v}{r}}$ $\omega ={\frac {\lambda \cdot v}{r}}$ v $\omega ={\frac {\lambda \cdot v}{r}}$ r $= fr frac$ { displaystyle \ $cdot$ v } { $r$ } $\omega ={\frac {\lambda \cdot v}{r}}$ （ r ）。 $\lambda$ 서r { \ $\lambda$ $displaystyle$ r}은 $r$ 반지름이고 ${\$ { \ $displaystyle$ \ cdot $\lambda$ v }는 팁 $\lambda$ 속도비라고 불리는 무차원 계수입니다.θ는 각 특정 풍차의 특성이며, Savonius 로터 θ는 일반적으로 통일성에 관한 것이다.

예를 들어, v=10m/s의 바람 하에서 h=1m 및 r=0.5m의 유압 크기 Savonius 로터는 180W의 최대 출력과 20rad/s의 최대 각도 속도(분당 최대 회전수)를 발생시킵니다.

사용하다

대만의 Darrieus-Savonius 복합 발전기

Savonius 터빈은 비용이나 신뢰성이 효율성보다 훨씬 더 중요할 때마다 사용됩니다.

풍속 측정의 적용과 효율은 무관하기 때문에 대부분의 풍속계는 이러한 이유로 Savonius 터빈이다.훨씬 더 큰 Savonius 터빈은 적은 양의 전력이 필요하고 유지보수가 거의 되지 않는 심해 부표에 전력을 생산하기 위해 사용되어 왔다.수평축 풍력 터빈(HAWT)과는 달리 풍향 전환을 위한 포인팅 메커니즘이 필요하지 않고 터빈이 자체 시동이기 때문에 설계가 단순하다.Savonius 및 기타 수직축 기계는 펌핑 물 및 기타 높은 토크, 낮은 rpm 용도에 적합하며 일반적으로 전력망에 연결되지 않습니다.1980년대 초, Risto Joutsiniemi는 엔드 플레이트가 필요 없고, 토크 프로필이 부드러우며, 교차된 직선 ^{[citation needed]}로터와 동일한 방식으로 자체 시동되는 헬리컬 로터(wiki:fi) 버전을 개발했습니다.

Savonius 풍력 터빈의 가장 보편적인 적용 분야는 밴과^[where?] 버스의 지붕에서 흔히 볼 수 있는 Flettner 환기 장치이며 냉각 장치로 사용됩니다.이 회전자는 1920년대 ^[9]독일의 항공기 엔지니어 안톤 플레트너에 의해 환기를 위해 개발되었다.그것은 Savonius 풍력 터빈을 사용하여 추출기 팬을 구동합니다.환기구는 여전히 영국에서 Flettner Ventrator ^[10]Limited에 의해 제조됩니다.

유럽에서는 소형 Savonius 풍력 터빈이 회전 운동이 광고 품목에 관심을 끄는 데 도움이 되는 "애니메이션" 광고 표시로 사용될 수 있다.그들은 때때로 간단한 2프레임 ^{[citation needed]}애니메이션을 특징으로 한다.

사보니우스 터빈

풍력 터빈
연 종류
Savonius 회전자 축을 수평으로 설정하고 테더링하면 키팅이^{[clarification needed]} 발생합니다.Savonius 회전자의 자동 회전에서 발생하는 네트 리프트 매그너스 효과를 사용하는 특허와 제품은 수십 개입니다.그 스핀은 소리, 열 또는 전기를 만들기 위한 에너지의 일부를 채굴할 수 있다.

갤러리

Savonius 터빈 작동
Savonius 로터 블레이드 WEC

레퍼런스

^ Solari, Giovanni (2019). Wind Science and Engineering: Origins, Developments, Fundamentals and Advancements. Springer. p. 570. ISBN 9783030188153.
^ Owens, Brandon N. (2019). The Wind Power Story: A Century of Innovation that Reshaped the Global Energy Landscape. John Wiley & Sons. p. 102. ISBN 9781118794180.
^ Felix van König (1978). Windenergie in praktischer Nutzung. Pfriemer. ISBN 3-7906-0077-6.
^ US1697574
^ US1766765
^ Duval, George (July 24, 2021). "What's the Difference Between Vertical and Horizontal Wind Turbines?". Semprius. Retrieved November 11, 2021.
^ "Improved Savonius wind turbine captures wind in the cities". ScienceDaily. May 20, 2016. Retrieved November 11, 2021.
^ "Increase in the Savonius rotors efficiency via a parametric investigation". ResearchGate. Retrieved 2017-06-02.
^ Freehill-Maye, Lynn (December 1, 2020). "Rotating Sails Help to Revive Wind-Powered Shipping". Scientific Amarican. Retrieved November 11, 2021.
^ 플레트너

외부 링크

바람 에너지 개념 완전 바보

[1] Solari, Giovanni (2019). Wind Science and Engineering: Origins, Developments, Fundamentals and Advancements. Springer. p. 570. ISBN 9783030188153.

[2] Owens, Brandon N. (2019). The Wind Power Story: A Century of Innovation that Reshaped the Global Energy Landscape. John Wiley & Sons. p. 102. ISBN 9781118794180.

[3] Felix van König (1978). Windenergie in praktischer Nutzung. Pfriemer. ISBN 3-7906-0077-6.

[4] US1697574

[5] US1766765

[6] Duval, George (July 24, 2021). "What's the Difference Between Vertical and Horizontal Wind Turbines?". Semprius. Retrieved November 11, 2021.

[7] "Improved Savonius wind turbine captures wind in the cities". ScienceDaily. May 20, 2016. Retrieved November 11, 2021.

[8] "Increase in the Savonius rotors efficiency via a parametric investigation". ResearchGate. Retrieved 2017-06-02.

[9] Freehill-Maye, Lynn (December 1, 2020). "Rotating Sails Help to Revive Wind-Powered Shipping". Scientific Amarican. Retrieved November 11, 2021.

[10] 플레트너

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