Simulation Study on the Performance of Vertical Axis Wind Turbine

Abstract

Nowadays, people start to think the Drag type of vertical axis wind turbine (VAWT) as a potential and reliable wind machine in the future. It advantageous of simpler and significantly cheap to build and maintain than conventional Horizontal axis wind turbine (HAWT) attract the world attention. However, such rotor is suffering from poor efficiency problems. The present study will consider the design improvement of Savonius rotor, which is the basic geometry of drag machine, as a critical step to increase the efficiency of output power. Investigation is conducted to study the effect of geometrical configuration on the performance of the rotor in terms of coefficient of ABSTRAKPada ketika ini, dunia mula menyedari kehadiran turbin angin paksi menegak jenis seretan sebagai mesin angin yang sangat berpotensi di masa akan datang. Kelebihannya yang mempunyai bentuk yang mudah dan sangat murah untuk dibina dan diselenggara berbanding turbin angin paksi mendatar yang konvensional menarik perhatian dunia.Walaubagaimanapun, pemutar sebegini mengalami masalah kecekapan. Kajian didalam tesis ini akan dijalankan untuk menambah baik rekabentuk pemutar jenis 'Savonius', dimana ia adalah geometri jenis seretan yang paling asas, sebagai langkah penting untuk meningkatkan kecekapan kuasa keluaran. Penyelidikan dijalanakan untuk mengkaji kesan perubahan geometri terhadap prestasi pemutar dari segi pekali torque, pekali kuasa dan kuasa keluaran.Terdapat tiga jenis penambahbaikan iaitu penambahan bilangan bilah, kaedah perisai, dan kombinasi kedua-duanya. Simulasi komputeran dinamik bendalir (CFD) dijalankan untuk menganalisis sifat aliran pada setiap jenis pemutar yang dikaji. Persamaan kesinambungan, Reynolds Averaged Navier-Stokes (RANS) dan gelora k-E epsilon realisasi diselesaikan dengan perisian Ansys-Fluent 14.0. Simulasi ini mengira tekanan, halaju dan daya yang bertindak keatas bilah pemutar. Paduan daya, tekanan dan pekali tork yang diperolehi akan digunakan untuk mengira pekali kuasa dan kuasa keluaran. Keputusan yang diperolehi dengan kaedah 'pengaruh masa' dan kaedah 'mantap' untuk pemutar Savonius dua bilah yang konvensional menghampiri keputusan yang diperolehi dengan kaedah eksperimen yang telah dijalankan oleh penulis terdahulu dan ia menunjukkan bahawa kaedah yang dijalankan adalah sesuai digunakan untuk analisis seperti ini. Penambahbaikan dengan pemutar 3 dan 4 bilah yang beroperasi dengan kaedah perisai gabungan memberikan pekali kuasa maksimum yang paling tinggi iaitu 0.37 pada TSR 0.5. CONTENTS