نوعی از توربینهای بادی محور عمودی (VAWT) هستند که برای تبدیل نیروی باد به گشتاور بر روی یک محور چرخان استفاده میشود. این توربین شامل تعدادی ایرفویل، که معمولاً به صورت عموی بر روی محور چرخان کار گذاشته میشوند.
توربین بادی ساونیوس اولین بار توسط مهندس فنلاندی سیگورد یوناس ساونیوس (Sigurd Johannes Savonius) در سال 1922 ساخته شد. با این وجود، اروپاییها پرههای انحنادار بر روی توربینهای بادی عمودی را برای دههها، آزمایش کرده بودند.
توربین بادی ساونیوس یکی از سادهترین مدلهای توربینها تست. به لحاظ آئرودینامیکی، این توربین مدل دراگ است که شامل دو یا سه خاکانداز (اسکوپ) است. با از بالا نگاه کردن به پایین روی روتور، ماشین دو اسکوپه مانند حرف S در مقطع عرضی مشاهده میشود. به دلیل داشتن انحنا، اسکوپ ها دراگ کمتری هنگام حرکت در برابر باد در قیاس با باد را متحمل میشوند. دراگ دیفرانسیلی باعث چرخیدن توربین ساونیوس میشود. به دلیل اینکه این توربینها از نوع دراگ هستند، توان باد کمتری را نسبت به توربینهای مدل لیفت با اندازه مشابه، استخراج میکنند. مقدار زیادی از ناحیه جاروب شده توسط روتور ساونیوس ممکن است در نزدیکی زمین باشند.
توان و سرعت دورانی
توان بیشینه توربین ساونیوس از رابطه زیر محاسبه میشود:
Pmax=0.36kgm-3hrv3
h ارتفاع و r شعاع روتور و v سرعت باد است. فرکانس زاویهای روتور از رابطه زیر محاسبه میشود:
ω = λv/r
که λ یک فاکتور بیبعد است و نسبت سرعت نوک نامیده میشود. مقدار آن به مشخصههای توربین بستگی دارد و برای توربین ساونیوس برابر با 1 است.
موارد استفاده
بسیاری از سرعت سنجهای باد از توربینهای ساونیوس هستند زیرا که در کاربرد اندازهگیری سرعت باد، رادمان اهمیتی ندارد. توربینهای بادی ساونیوس بزرگ برای تولید برق در آبهای عمیق استفاده میشوند، که نیاز به توان راهاندازی کم و نگهداری اندک دارند. برخلاف طراحی توربینهای افقی، طراحی سادهای دارند. یکی از رایجترین کاربردهای توربین ساونیوس، Fletter Ventilator است که بر روی سقف ونها و اتومبیلها با هدف خنک کردن استفاده میشود؛ این دستگاههای تهویه اولین بار توسط مهندسی هوافضای آلمانی آنتون فلتر (Anton Flettner) طراحی شد.