Peningkatan populasi penduduk dan pembangunan pesat negara menyebabkan permintaan tinggi terhadap tenaga. Kuasa daripada sumber bahan bakar fosil tidak dapat memenuhi permintaan sepenuhnya. Oleh itu, sumber tenaga alternatif diperlukan agar dapat dijadikan sumber tenaga yang boleh diperbaharui yang tidak memberi kesan negatif terhadap alam sekitar. Tenaga hidro dan tenaga angin merupakan sumber tenaga yang paling ideal. Pelbagai sistem dan rekabentuk turbin telah dibangunkan untuk mengekstrak tenaga hidro. Kajian ini bertujuan untuk mengkaji prestasi turbin Savonius bagi aplikasi hidrokinetik. Eksperimen dijalankan untuk mengukur tork, pekali daya, CP, dan pekali tork, CT, dengan meletakkan turbin di dalam saluran air. Kajian simulasi komputer pula dilaksanakan di dalam medium angin dan air pada 14 nisbah kelajuan hujung yang berbeza. Hasil kuantitatif menunjukkan bahawa keputusan simulasi memberikan nilai CT dan CP yang lebih tinggi berbanding eksperimen kerana nilai-nilai seperti geseran, galas, dan kehilangan tenaga yang tidak dipertimbangkan di dalam simulasi. Walau bagaimanapun, simulasi turbin yang diletakkan di dalam air sebagai medium menunjukkan nilai CP yang lebih tinggi daripada turbin yang diletakkan di dalam medium angin. Ini disebabkan oleh ketumpatan air yang tinggi yang hampir 100 kali ganda berbanding ketumpatan angin, yang menghasilkan daya seretan yang lebih tinggi pada bilah turbin yang berputar menyebabkan perbezaan besar dalam nilai CP. Walaubagaimanapun, hasil kualitatif menunjukkan bahawa turbin yang diletakkan di dalam air mempunyai keracak yang lebih besar di sisi cekung bilah yang bergerak menyebabkan kelajuan yang sangat rendah dan tekanan tinggi yang menghasilkan peningkatan CP. Manakala aliran kelajuan yang lebih tinggi di dalam medium udara, menyebabkan tekanan rendah yang akhirnya menurunkan prestasi turbin.
_______________________________________________________________________________________________________
The continuous population growth and the fast development of the countries have increased the demand on energy and power where fossil fuels could not fully fulfil. Therefore, an alternative energy source is needed that has the potential to provide an unlimited energy and has less negative impact on the environment. The hydropower and wind power are the most ideal power sources and there are various systems and designs of hydrokinetic turbine used to extract the hydropower. This study aims to investigate the performance of a Savonius turbine for hydrokinetic applications. An experimental setup was proposed to measure the torque, power coefficients, CP, and torque coefficients, CT, of the turbine placed in a water channel. On the other hand, a computational simulation study was conducted for the turbine placed in the wind and water at 14 various tip-speed-ratio (TSR). The quantitative results showed that the simulation study had higher results of CT and CP values than the results of the experimental study due to the friction, bearing, and energy losses that was not considered in the simulation. However, the simulation of turbine in the water showed higher CP results than those of the turbine placed in the wind due to the high density of water which is almost 100 times than the density of wind, and consequently, produced a higher drag on the advancing blade of the turbine causing a large discrepancy in CP. On the other hands, the qualitative results showed that the turbine placed in the water had larger wakes in the concave side of the advancing blade causing a very low velocity and high pressure which eventually enhance the CP results while the flow stream velocity in the wind is higher corresponding to a low pressure that decreases the turbine performance.
Investigation on the performance of savonius turbine for hydrokinetic applications / Abdelrahman Tarek Ismail Aly Abdelfattah