امیر زمانی ششکل - دانشگاه آزاد اسلامی واحد تاکستان، دانشکده مهندسی مکانیک
محمد نیکیان - دانشگاه آزاد اسلامی واحد تاکستان، دانشکده مهندسی مکانیک
مهرانگیز قاضی - دانشگاه آزاد اسلامی واحد تاکستان، دانشکده مهندسی مکانیک

در سال‏های اخیر استفاده از انرژی باد به دلیل دسترسی بالا و همچنین انتشار آلاینده های زیست محیطی اندک، رشد چشمگیری داشته است. از میان انواع توربین‏های بادی، توربین‏های محور عمودی به دلیل برخورداری از مزایایی همچون عدم وابستگی به جهت وزش باد، سادگی ساخت و حساسیت کمتر به آشفتگی جریان، توجه خاصی را به خود معطوف ساخته‏اند. اما عملکرد این توربین‏ها همچنان با مشکلاتی از جمله تولید گشتاور نوسانی و راندمان کمتر نسبت به توربین‏های مرسوم مواجه می‏باشد. در این مقاله یک توربین بادی ساونیوس با ابعاد آزمایشگاهی ساخته شد، سپس صفحه‏هایی نیز تحت عنوان صفحه های استاتور، به جهت هدایت هدفمند باد به سمت توربین طراحی و ساخته شدند. از ویژگی های این تحقیق، طراحی یک سیستم خاص برای ثابت نگاه داشتن صفحه های استاتور است؛ که با استفاده از آن بتوان محدودیت قرارگیری صفحه ها در موقعیت ها و زوایای خاص را برطرف نمود. در همین راستا 108 حالت قرارگیری برای صفحه ها در نظر گرفته شد. به این ترتیب ابتدا کارایی توربین در آزمایشگاه و بدون استفاده از صفحه‏های استاتور مورد بررسی قرار گرفت و تعداد دوران توربین بر حسب دور بر دقیقه توسط سنسور دورسنج لیزری بدست آمد. سپس با اضافه نمودن صفحه های استاتور در زوایا و موقعیت های متفاوت، نتایج مجدداً توسط سنسور دورسنج ثبت گردید. در چند حالت قرارگیری برای صفحه های استاتور، نمودار عملکرد توربین در مطالعه حاضر با نمودار مقاله ای مشابه اعتبار سنجی شد، که نشان از تاثیر مشابه صفحه های استاتور بر عملکرد هر دو توربین دارد. نتایج حاصل از بررسی و تحلیل داده های بدست آمده نشان می دهد که بهترین وضعیت قرارگیری صفحه ها، 88/50 درصد افزایش سرعت دورانی توربین را در بر داشته است.

انرژی باد، توربین ساونیوس، توربین بادی عمود محور، صفحه های استاتور