Ein Savonius-Rotor besteht aus zwei, an einer vertikalen Rotorachse angebrachten, waagerechten Kreisscheiben, zwischen denen zwei oder mehr halbkreisförmige, gebogene Schaufeln bzw. Flügel senkrechtstehend angebracht sind. Die Schaufeln sind gegeneinander versetzt angeordnet, so dass ein Teil des Windes von den rechts und links gerade zur Strömung offenen Schaufelseiten umgeleitet wird und auf die Rückseite einer der dort konkaven Schaufeln einwirken kann. Die Wirkungsweise beruht sowohl auf dem aerodynamischem Auftrieb, als auch auf dem widerstandsbedingtem Vortrieb. Der maximale Wirkungsgrad wird um 28% eingeschätzt. Bei der Planung und Herstellung des Rotors kann, durch die Anordnung der Schaufelsegmente, die Laufrichtung in rechts- oder linkslaufende Maschinen festgelegt werden.
Vorteile:
- Einfacher Aufbau und einfache Montage
- Hohes Drehmoment bei relativ niederer Drehzahl
- Unabhängigkeit von der Windrichtung, keine Windausrichtung erforderlich
- Einsatz schon bei extrem niedrigen Windgeschwindigkeiten (ab 2–3 m/s)
- Koppelung mehrerer Rotoren zu einer größeren Anlage möglich, sowohl im horizontalen als auch im vertikalen Verbund
- Sturmsicher durch selbstständige Leistungsbegrenzung
- Kaum hörbare Laufgeräusche
- Hohe Toleranz gegenüber jeder Turbulenz, die standortbedingt im Wind enthalten sein kann und ohne spürbare Wirkungsgradverluste bei abrupten Änderungen der Anströmungsrichtung
- Der Savonius-Rotor verträgt böige Windverhältnisse, da er durch seine Massenträgheit abrupte Strömungswechsel gut ausgleichen kann
- Ein Vorteil gegenüber Rotoren mit horizontaler Drehachse besteht in der Zweipunkte-Lagerung.
- Eine oben und die andere im unteren Bereich der Turbine. So werden alle Belastungen auf zwei, relativ weit auseinanderliegende Lagerpunkte verteilt, wodurch die Lagerung weniger anfällig für Verschleiß ist
Nachteile:
- Geringer Wirkungsgrad (28%) im Gegensatz zum Darrieus-Rotor oder Anlagen mit horizontaler Rotordrehachse
- Wegen der vertikalen Drehachse sind die Schaufeln beim Savonius-Rotor aufgrund des ständigen Wechsels der Anstellwinkel zur einwirkenden Strömung Lastwechseln ausgesetzt, die, im Zusammenspiel mit den Fliehkräften, Schwingungen oder Materialbelastungen verursachen können. Eine ausgeprägte Unwucht, aufgrund der zyklisch unterschiedlich starken Belastung durch die Strömung während der Rotation, ist charakteristisch für den Savonius-Rotor, auch wenn die Gewichtsverteilung perfekt austariert ist. Diese durch Lastwechsel verursachte Unwucht kann jedoch minimiert werden, indem statt der zwei Schaufeln eine größere Anzahl (meist drei) angeordnet werden
- Der Savonius-Rotor kann, im Vergleich zu anderen Anlagentypen, nicht sehr groß gebaut werden, da ab einer nicht genau bestimmbaren Größe (etwa 25m² zur Strömung ausgerichteter Frontalfläche) Unwuchten in sehr schwer beherrschbarem Umfang auftreten können. Kleinere Rotorabmessungen mit einer, durch feststehend aufgestellte Einleitflächen, verstärkten Strömung können hier Abhilfe schaffen
Anwendungbeispiele des Savonius-Rotor
- Wasserpumpen, Tiefbrunnen, Bewässerung
- Drucklufterzeugung
- Stromerzeugung: Gleichstrom- und Wechselstrom-/Drehstrom-Generatoren
- Antrieb von Schiffen (ähnlich dem Flettner-Rotor)
- Unter Wasser: Nutzung von langsam fließenden Strömungen, vor allem deshalb, weil die Energiedichte im Wasser um ein Vielfaches höher ist als in der Luft (siehe Carl von Canstein)
Einige unserer Mitglieder haben bereits erfolgreich einen Savonius-Rotor bauen können (siehe Bild). Hierbei bestätigte sich ein relativ geringer Materialeinsatz, bei einem gleichzeitig einfachem Aufbau und einfacher Montage.
