پروژه حاضر به بهينه سازي، طراحي و ساخت يك توربين بادي محور عمودي كلاس ساوونيوس از نوع هليكال يا پيچشي مي پردازد. در اين پروژه با يك ايده ابتكاري چالش جريان برشي در داخل توربينهاي هليكال عملا به يك فرصت جهت توليد توان بيشتر تبديل شد. پس از حل معظل تداخل جريانهاي برشي با جريانهاي متداول داخل توربينهاي ساوونيوس يك روند ابتكاري براي تعريف هندسه تيغه اين توربينها به وسيله پارامتر هاي رياضي ارائه گرديده و سپس با استفاده از تكنيكهاي استاندارد بهينه سازي و ابزارهاي ديناميك سيالات عددي پروفيل تيغه بهينه سازي شد. از جمله ايده هاي موثر ديگر در اين پروژه مي توان به ايجاد تخلخل در لايه ي دروني و بهينه سازي اندركنش جريانهاي عرضي در توربين اشاره نمود. نتايج تستهاي عددي و تجربي بر نمونه مقياس كامل نشان دهدنه افزايش كارايي توربين تا 26 درصد بود.

پوشش ايرودينايميكي مناسب بازوهاي نگهدارنده‌ي باله‌ها در توربين‌هاي محور عمودي نوع داريووس مي‌تواند نقش بسزايي در بازدهي توربين داشته باشد. در اين نوع توربين‌ها، به منظور كاهش اثر منفي ايروديناميكي بازوهاي نگهدارنده‌ي باله‌ها، از ايرفويل‌هاي مختلف استاندارد نظير NACA0015، NACA0021 و NACA0025 استفاده مي‌شود. براي نمونه در توربين ساخته شده توسط شركت McDonnell از ايرفويلNACA0015 و در توربين‌هاي ساخته شده در دانشگاه اوپسالا از ايرفويل NACA0025 براي بازوهاي نگهدانده‌ي باله‌ها استفاده شده است. با اين حال، مقدار گشتاور منفي حاصل از بازوهاي نگهدارنده‌ي باله‌ها قابل توجه است. در اين اختراع ايرفويل‌هاي جديد با هدف كاهش اثر منفي بازوهاي نگهدارنده معرفي شده است. ايرفويل‌هاي NACA0012C، NACA0018C و NACA0021C ايرفويل‌هاي جديد طراحي شده در اين پروژه هستند. اين ايرفويل‌ها به ترتيب از برش ايرفويل‌هاي استاندارد NACA0012، NACA0018 و NACA0021 از ضخيم‌ترين قسمت ايرفويل، حذف قسمت پهن ايرفيول (دماغه‌ي ايرفويل)، كپي قسمت باقي مانده، قرينه نمودن قسمت نوك تيز ايرفويل كپي شده، اتصال دو قسمت و در نهايت اسكيل نمودن آن بمنظور پوشش سازه‌ي اصلي بازوي نگهدارنده حاصل شده‌اند. بازدهي روتور با استفاده از ايرفويل‌هاي‌ جديد براي بازوهاي نگهدارنده‌ي باله‌ها در حدود 3/3% نسبت به حالت استفاده از ايرفويل رايج NACA0021 بهبود خواهد يافت.

زاويه‌ي حمله‌ي باله‌ها در توربين‌هاي بادي از اهميت زيادي برخوردار است. سيستمي كه وظيفه‌ي تغيير زاويه باله‌ها در شرايط مختلف را به‌عهده دارد سيستم پيچ‌كنترل ناميده مي‌شود. استفاده از اين سيستم در توربين‌هاي بادي محور عمودي نوع داريوس، به ويژه با هندسه‌ي V شكل با محدوديت‌هايي همراه است. در توربين‌هاي بادي محور افقي اين سيستم در داخل هاب قرار مي‌گيرد و از لحاظ ابعادي و وزني با محدوديت‌هاي كمتري مواجه است، اما در توربين‌هاي محور عمودي نوع داريوس با توجه به اينكه ريشه‌ي باله در نوك بازوي نگه‌دارنده قرار مي‌گيرد، وزن و ابعاد سيستم پيچ‌كنترل از لحاظ نيروي مركز‌گرا، گشتاور ايجاد شده بر روي بازو و اثر ايروديناميكي آن محدود مي‌شود. در اين اختراع، يك مكانيزم جديد براي پيچ‌كنترل توربين‌هاي بادي محور عمودي با هندسه‌ي V شكل طراحي شده است، كه با استفاده از كمترين پيچدگي، قادر به كنترل زاويه‌ي باله‌ها با دقت بالا باشد. در مكانيزم اين سيستم از مفصل يونيورسال سه جزئي براي تغيير زاويه‌ي همزمان و هم‌اندازه‌ي بال‌هاي هر باله استفاده شده است، كه توان مورد نياز جهت تغيير زاويه به كمك يك موتور الكتريكي و جعبه‌دنده تأمين مي‌شود. مكانيزم طراحي شده به تعداد هر باله در انتهاي بازوهاي نگهدارنده‌ي باله‌ها نصب مي‌گردد. بدين معني كه براي يك توربين محور عمودي با سه باله، وجود سه سيستم پيچ‌كنترل لازم است، كه هر يك به طور مجزا توسط مدار كامپيوتر توربين كنترل مي‌گردد. اين اختراع امكان كاهش هزينه‌ها و همچنين افزايش ايمني در توربين‌هاي بادي محور عمودي نوع داريوس با هندسه‌ي V شكل را فراهم مي‌آورد.