Sommige tale op hierdie tuiste mag masjien- vertaal wees en mag foute bevat. Help om dit te verbeter Lees die Engelse oorspronklike
Offshore windturbines staan in 'n violet en oranje sonsondergang lug, die son op die horison bo 'n donker blou see.
Groene Inisiatief · Openlike navorsing

Die Ventilatormuur

Ons het besluit om 'n gebou te bedek met rekenaarventilators wat elektrisiteit uit die wind maak. Die fisika sê nee vir daardie weergawe. Dit wys ook na 'n beter een. Hier is al die wiskunde, wat bewys is, wat nie is nie, en wat dit sou neem om uit te vind.

掬茶, via Wikimedia Commons (CC BY-SA 4.0)

Elke windturbine wat jy gesien het volg dieselfde logika: een rotor so groot as moontlik, so hoog as moontlik. Dit werk briljant, en dit benodig krane, oop grond en jare van vergunnings Ons vraag is die teenoorgestelde Kan baie klein rotore, wat in plekke gebou word waar stede reeds is, elektrisiteit maak teen ‘n prys wat sin maak? Die Fan Wall-idee is eerste voorgestel binne die Local Solar System Foundation in 2020; hierdie bladsy is sy oop, opgedateerde model.

Hierdie bladsy is geskryf vir mense wat dalk die idee kan finansier, bou of toets. Dit is nie ‘n verkoopsbrochure nie Ons het die getalle vir ons eerste ontwerp getoets, gevind waar dit misluk het, herontwerp en weer die getalle getoets Die kort weergawe: ‘n muur van rekenaarventilators op ‘n voorgevel kan nie werk nie, ‘n kroon van groter gekanaliseerde rotore op ‘n winderige dakrand kan werklike elektrisiteit maak, en dit sal nie zonnepanele oortref in prys nie tensy verskeie dinge wat ons kan toets goed uitkom. Elke figuur hieronder kom van ons oop model (kode, data).

2.2%van die windsnelheid, hoogstens, deur ventilators wat plat op 'n geslote gevel gemonteer is: die lug het
159 kWhper m² per jaar van die verbeterde kroon op 'n winderige 6,5 m/s-plek (sentrum; omvang 43 tot 509)
225 kWhper m² per jaar van dak-sonpanele op dieselfde gebou (sentrum)
$0.84per kWh vir die verbeterde kroon, sentrale geval, winderige terrein (reeks $0.14 to $6.30); daksonkrag: $0.19

Weergawe 1, en waarom dit nie werk nie

The first idea was a building facade, 40 m long and 15 floors high, covered in about 110,000 fans of 120 mm, each run backwards so its motor becomes a generator. Dis ‘n mooi prentjie Dit misluk om drie redes, in volgorde van belang

Voorkant van die weergawe 1 Fan Wall, 40 meter lank en 15 verdiepings hoog, bedek met modules van klein ventilators, met 'n persoon en 'n bus vir skaal.
Versie 1: 1,800 m² van gevel bedek met 120 mm ventilators. Local Solar System Foundation concept drawing.

**1. Lucht kan nie deur ‘n geslote muur gaan nie. ** ‘n Turbine neem energie uit lug wat daardeur stroom. Op ‘n stewige gevel stop die wind (ingenieurs noem dit stagnasie) en glip op, af en sywaarts Selfs as elke waaier ‘n 30 cm-gat agter hom gehad het, oop aan die kante en bokant, stel kontinuïteit ‘n harde limiet: alle lug wat 1800 m² waaiers binnegaan sou deur ongeveer 39 m² van die gat moet verlaat word, sodat dit die waaiers met nie meer as 2,2% van die windspoed kon deurdring nie. Die krag gaan saam met die snelheid, so die muur sal goed onder 0.01% bly van wat dieselfde ventilators sou maak as hulle vry staan Metings agter werklike geventileerde bekleding stem ooreen: 0,2 tot 0,6 m/s van holte-lugstroom in winde van tot 5 m/s (Salonvaara et al., 2007). Skakel die 3D-model hierbo na weergawe 1 om dit te sien: die windstrepe stop by die muur en glip weg.

Seksie deur die gebou: wind stagneer op die geslote gesig en styg om oor die dakrand te draai, waar die kroon van modules sit.
Waar die lug kan gaan. Konseptekening, modelweergawe 2.

**2. Klein blare werk sleg. ** ‘n 120 mm waaierblad het ‘n koord van ongeveer 2 cm Die lug rondom dit beweeg teen ‘n Reynoldsgetal naby 10,000, ‘n regime waar vlerke die meeste van hul hef-tot-weerstand verhouding verloor: gladde vliegvlerke verbeter “meer as ‘n orde van grootte” bo ‘n kritieke Reynoldsgetal van ongeveer 70,000 (Lissaman, 1983). Gemete turbines op sentimeterskaal bereik kragkoëffisiënte van ongeveer 9% (Howey, Bansal en Holmes, 2011); ‘n 10 cm rekenaar-ventilatorrotor wat as turbine gebruik word, lewer 28 mW by 5 m/s, ongeveer 4% van die windkrag oor dit deur ons berekening (Federspiel en Chen, 2003). Rekenaarventilators is gevorm om lug te druk, nie om deur dit geduw te word nie.

Ses vierkante swart 80 mm rekenaarventilators met hul kabels en 'n draadvingerbeskermer, op 'n wit agtergrond.
Standaard 80 mm rekenaarventilators. Versie 1 het ongeveer 110,000 van hul iets groter 120 mm nefies op een gesig voorgestel. Foto: cappie2000 (publieke domein)

**3. Duisende klein generators verspil wat hulle maak. ** ‘n Ventilator motor wat ‘n fraksie van ‘n watt lewer op ‘n paar volt kan 10 tot 40% verloor in ‘n diode regstelling alleen Ons sentrale skatting vir die hele ketting van ventilator tot netwerk is 54%

Selfs as die eerste rede heeltemal geneig is (‘n vrystaande muur van ventilators), sal weergawe 1 ongeveer $4.20 per kWh on a windy coast and $18 in ‘n stad kos, twintig tot honderd keer die prys van daksonkrag.

Die fisika wat die grense stel

Die krag wat deur wind deur ‘n area A gedra word, is P = ½ ρ A v³, met lugdigtheid ρ = 1.225 kg/m³. Die kubus is alles: by 6 m/s dra ‘n vierkante meter 132 W, by 12 m/s 1058 W. Gemiddeld oor ‘n jaar, bied ‘n stadsdak met ‘n gemiddelde wind van 4 m/s ongeveer 75 W per m²; ‘n blootgestelde kuslyn by 6.5 m/s ongeveer 321 W per m².

Betz-grens. Geen oop rotor kan meer as 16/27 ≈ 59.3% van die krag wat deur sy area vloei, onttrek nie, omdat die lug uit die pad moet bly beweeg.

Wat ‘n tweede rotor kan byvoeg. Twee rotors in reeks (soos die stadiums van ‘n straalmasjien) kan op sy hoogste 16/25 = 64% van die kragte deur een rotor se area bereik, en oneindig baie slegs 2/3 (Newman, 1986). ‘n Straalmasjien stapel stadiums omdat dit lug deur ‘n beperkte kern druk met ‘n groot drukverskil van brandstofverbranding. Vry wind bied nie so ‘n druk nie: elke ekstra stadium vertraag die lug verder, en stadige lug vloei rondom die toestel. Gemete winste van kontra-rotasie wind rotore wissel van 0 tot 60%, maar goed gekontroleerde onlangse toetse cluster by 2 tot 10% (Adema et al., 2026 hersiening).

Wat kan statorvlerke byvoeg. ‘n Rotor laat die lug draai, en die draai is energieverlies. By die lae punt-snelheidsverhoudings van klein rotore is die verlies groot: die ideale Glauert-rotor bereik 0,42 by ‘n punt-snelheidsverhouding van 1, 0,51 by 2 en 0,57 by 5. Vaste vlerke agter die rotor kan ‘n deel daarvan herstel. Niemand het dit op ‘n windturbine gemeet nie; op vliegtuigpropellers het so ‘n vleuel 2 tot 5% gegee (Li et al., 2017).

Wat ‘n kanaal kan byvoeg. ‘n Kanaal met ‘n plat rand (die “windlens” van Kyushu Universiteit) verlaag die druk agter die rotor en trek meer lug deur dit. In wind-tunnel toetse ‘n kompakte rand diffuser verhoog die krag koëffisiënt van 0.37 vir die blote rotor na tussen 0.7 en 0.88, relatief tot die rotor area, maar slegs 0.48 tot 0.54 relatief tot die hele rand (Ohya en Karasudani, 2010). Dit is die vangs: per vierkante meter van frontale area, het kanale nooit die Betz-grens oorskry nie, “in die praktyk is vermoëverhogingfaktore bo 3 nog nooit bereik nie”, en kanaalturbines het “meer as 50 jaar” gehad. Sover sonder enige kommersiële sukses” (van Bussel, 2007). Die duurste onlangse poging, FloDesign/Ogin, het sy turbines binne ses maande verwyder en is in 2017 gelikwideer (Gipe, 2017).

Vyf klein windturbines op lang wit pale, elke rotor omring deur 'n ronde ring met 'n plat rand, teen 'n bewolkte hemel.
Wind-lens turbines on the Ito campus of Kyushu University, Japan: each rotor turns inside a ring with a flat brim, the idea our module's duct lends. Photo: Hot cake syrup, CC BY-SA 3.0

Grootte maak saak weens Reynolds-getal. Ons het die beste moontlike rotor by elke grootte bereken met ‘n blaar-element momentum model (Glauert se optimale met spoerotasie, punt en hub verliese, en ‘n hef-tot-dra verhouding wat val met Reynolds-getal, van gemete lae-Reynolds lugvlerke soos Selig se SG6043):

Diameter van rotorBlades, tip-speed ratioReynolds getal (75% radius)Beste ontwerp Cp
4 cm8, 1.254,5000.23
12 cm (rekenaar fan)8, 1.512,0000.29
25 cm8, 2.020,0000.36
50 cm (verbeterde module)6 tot 7, 2.543,0000.39 tot 0.40
1 m6, 3.074,0000.42
7 m (klein turbine)8, 4.5265,0000.49

Dit is plafonne vir doelbewus geboude blare, voor werklike verliese. As ‘n toets, ‘n doelbewus ontwerp 39 cm draagbare turbine gemeet 0.32, waar ons model gee ongeveer 0.39 vir daardie grootte (Kishore, Coudron en Priya, 2013): ons neem dus aan dat die eerste hardeware bereik 65 tot 90% van die ontwerp waarde, en baie minder vir sentimeter rotore, waar laminaire skeiding domineer

'n Klein drie-blad model windturbine op 'n dun toring in 'n windetunnel, voor 'n groot rooster van metaal flappe aangedryf deur motors.
'n Model windturbine in 'n windetunnel by die Universiteit van Oldenburg, Duitsland, voor 'n aktiewe rooster van motor-aangedrewe flappe wat die lug roer tot gekontroleerde turbulentie. Fase 1 van ons spoorkaart is 'n toets van hierdie aard. Photo: Schottler, Reinke, Hölling, Whale, Peinke and Hölling, CC BY 3.0

Windrigting. ‘n Vaste module gebruik slegs die deel van die wind wat daarin waai. Krag val grofweg met die kubus van die mislynhoek vir oop rotore en meer sag vir kanale (Tamaro et al., 2024; Richmond-Navarro et al., 2022). Met ‘n matige oorheersende wind, hou ‘n module wat dit nader ongeveer 47% van die energie wat ‘n altyd-uitgelê rotor sou kry. Weergawe 1 aanvaar 100%.

Die verbeterde ontwerp: ‘n kroon op die windkant dakrand

Neem alles hierbo en die ontwerp skryf homself byna self: groter rotors waar die Reynolds getal vriendeliker is, in kanale wat hulle beskerm en versnel, staan vry waar lug kan deurdring, gerig op die heersende wind op die plek van ‘n gebou waar die stroming die sterkste is Dis die dakrand Die lug wat die gevel tref, styg en draai oor die rand; bo ‘n opwindende dakrand is die wind 1.06 tot 1.25 keer so vinnig as by dakhoogte, maar slegs 0.38 keer wanneer die rand in die teenwind is (Mertens, 2006).

Elke module is 725 mm vierkant: ‘n 0,5 m sewe-blad rotor in ‘n kompakte windlens kanaal, vyf stator vlerke wat terugkry sommige swirl en dra ‘n 50 tot 300 W generator, ‘n roesvrye bewaking gaas en een geseël kragboord met maksimum-krag-punt volg. Twee rye vorm ‘n 1,45 m hoë kroon op staalrails bo die parapet. Een persoon kan ‘n module uithaal en dit ruil.

Seksie deur die verbeterde module: beskermende maas, sewe-blad rotor, kanaal met 'n plat rand, stator blare en generator pod, met afmetings.
Die verbeterde module. Konseptekening, modelweergawe 2.

Die blare is nie geraai. The model designs them for the Reynolds number they will actually see, about 45,000 at 6 m/s: chord 62 mm near the root tapering to 36 mm at the tip, twist from 38° to 10°, a design tip-speed ratio of 2.5. By 6 m/s draai die rotor teen ongeveer 700 rpm; sy punte beweeg teen ongeveer 30 m/s in ‘n wind van 10 m/s, minder as die helfte van die 79 m/s van ‘n groot turbine se punte.

Blade planform en 'n tabel van akkoord, draai, Reynolds getal en hef-om-te-sleep verhouding by sewe radii.
Blade chord and twist from the blade-element momentum model.

Die eerlike getalle

Per vierkante meter frontale area is die eerlike manier om te vergelyk: ‘n gevel, ‘n dakkroon en ‘n snelwegbarrière alles meeding vir dieselfde ding, ‘n oppervlak wat na die wind kyk. Sentraal waardes, met die volle pessimistiese-tot-optimistische omvang in die model data. Energie sluit windrigting, turbulentie (5 tot 15% verlies) en beskikbaarheid (92 tot 97%) in. Energiekoste: 20 jaar teen ‘n reële kortingskoers van 7%, onderhoud 2 tot 5% van die belegging per jaar.

OntwerpCp op voorste areakWh per m² per jaar, winderige plek / stadKapasiteitsfaktor, winderige / stadGeïnstalleer koste per m²Koste per kWh, winderige / stadEenvoudige terugbetaling teen $0.19/kWh
A. Weergawe 1, voorraad 120 mm ventilators (vrystaande)0.04523 / 55.2% / 1.2%$765$4.21 / $18.0nooit
A2. Pasmaak 120 mm rotore0.08945 / 115.2% / 1.2%$805$2.23 / $9.45nooit
B0. 0.5 m open rotors, crown0.148125 / 349.3% / 2.5%$1,192$1.19 / $4.37nooit
B. Verbetering: 0,5 m kanaal, stator, kroon0.164159 / 4310.7% / 2.9%$1,074$0.84 / $3.10nooit (beste geval: 4.5 jaar winderige)
B2. As B plus ‘n kontra-rotasie rotor0.174168 / 4610.7% / 2.9%$1,245$0.92 / $3.40nooit
B3. B as ‘n vrystaande barrière0.164128 / 328.6% / 2.2%$944$0.92 / $3.66nooit
Rooftop sonkrag, dieselfde gebou22512%$410$0.1910.6 jaar
Solar op die suide gesig1397.6%$630$0.4731 jaar
10 kW turbine, 7 m rotor op ‘n 18 tot 30 m mast0.35 on rotor31,600 / 10,300 kWh per turbine36% / 12%$8,910 per kW$0.35 / $1.0827 jaar winderige

Wat die tabel sê:

  • Die kanaal verdien sy plek, net. Per frontale m², gekanaliseerde modules (B) klop die zelfde rotors in die oop (B0) met ongeveer 10 tot 30%, meestal omdat hulle windrigting beter verdra. Hulle gee ook ‘n beskerming, ‘n stiler punt en ‘n plek vir die stator
  • Die tweede rotor betaal nie. Dit voeg ongeveer 6% energie by vir 16% meer koste. ‘n Straal-enjin-styl multi-stadium windmodule is fisiek beperk, nie ambisie beperk.
  • Slegs windwaartse modules betaal. ‘n Kroon rondom die dak verdien slegs 55% per module in vergelyking met die windwaartse kant alleen, omdat die ander kante meestal weg van die oorheersende wind staan. Op ons verwysingsgebou (40 × 20 m, 45 m hoog) is die redelike kroon slegs aan die windkant: 60 m², ongeveer $64,000, ongeveer 9,500 kWh per jaar op ‘n winderig terrein, 2,600 in ‘n stad. Diezelfde geld vir daksonkrag koop ongeveer 155 m² paneel wat ongeveer 35,000 kWh per jaar lewer.
  • In stede kan dit nie meeding nie. Gebou-gemonteerde mikrowind het ‘n swak rekord: 26 turbines in die Warwick Wind Trials het ‘n gemiddelde van 0,85% kapasiteitsfaktor (Encraft, 2009), en die drie turbines op Londen se Strata toring is afgeskakel na klagte oor geraas en trillings.

Vir skaal, die Amerikaanse klein wind vloot gemiddeld ‘n 14 tot 16% kapasiteit faktor en $6,680 to $9,630 per kW geïnstalleer in 2024 en 2025 (PNNL Verdeel Wind verslag). Ons kroon land op ongeveer $ 6,300 per kw-gradering, in dieselfde omvang, wat ‘n teken is dat die kosteskatting nie fantasie is nie

'n Klein drieblad windturbine met 'n geel staartvin bo-op 'n lang latwerk toring, teen 'n blou hemel bo bome.
'n Bergey Excel klein windturbine op 'n latwerk toring by die Stad Portland se komposteerplek, Oregon. Klein turbines op hoë maste soos hierdie is die laaste ry van die tabel hierbo. Photo: Paul Gipe, CC BY-SA 4.0

Wat bewys is, plausibel en spekulatief

Proven (textbook or measured): the power in the wind and the Betz limit; the 16/25 ceiling for two rotors; that ducts raise power per rotor area but not beyond about Betz per frontal area; that small blades at Reynolds numbers below about 70,000 lose efficiency; that a closed wall has no through-flow; that roof edges accelerate upwind flow; that building-mounted micro turbines in cities have performed badly.

Plausibel (ondersteun, maar nie gemeet vir hierdie ontwerp): ‘n 0.5 m rotor wat ontwerp is vir Reynolds 45,000 en ‘n vermogenskoëffisiënt van ongeveer 0.3 blote en 0.55 op die rotorarea bereik in ‘n kompakte randkanaal; 75% ketting-effektiwiteit vanaf rotor tot rooster met 50 tot 300 W-generators en modulevlak MPPT; geïnstalleer koste naby $1,000 per m² vir ‘n eerste projek.

Speculative (must be measured): how much ducts packed side by side lose to each other (we assume 10 to 30%); the real speed-up and turbulence at a crown on a given building; durability of thousands of bearings over 20 years of gusts, ice and dust; noise and vibration transmitted into the building; wildlife interaction with meshed ducts (large turbines kill an estimated 140,000 to 328,000 birds a year in the US (Loss, Will and Marra, 2013); glass buildings kill 365 to 988 million (Loss et al., 2014); nobody has data for meshed roof-edge modules).

Drie ronde openinge in die geboë bokant van 'n donkerglas toring, elk met 'n windturbine-rotor teen 'n blou hemel.
Die drie windturbines wat in 2012 in die bokant van Strata SE1, 'n woontoren in Londen, gebou is. Photo: Cmglee, CC BY-SA 3.0

Wat sou waar wees

Vir die kroon op ‘n winderige 6,5 m/s terrein hang die koste van elektrisiteit af van twee dinge waaraan ons kan werk: hoeveel krag elke vierkante meter frontale area lewer en wat dit geïnstalleer kos

Cp op voorste area$300 per m²$500 per m²$800 per m²$1,100 per m²
0.15$0.24$0.40$0.63$0.87
0.20$0.18$0.30$0.47$0.65
0.25$0.14$0.24$0.38$0.52
0.30$0.12$0.20$0.32$0.43

Waar dit kan wen, en waar dit nie kan nie

Dit kan wen:

  • Winderige hoë geboue en kusgebiede, as ‘n aanvulling op sonkrag: wind by die dakrand bereik sy hoogtepunte in die nag, winter en storms, wanneer sonpanele min produseer.
  • Dakke reeds vol of in die skadu. ‘n Kroon gebruik die rand, nie die dakarea nie, en is nie in stryd met paneele, plante of terrasse nie.
  • Af-netwerkkrag waar kabels duur is: sensors, verligting, telekommunikasie toerusting, weerstasies op brugge, maste en kusstrukture.
  • Barrières wat reeds bestaan: snelweg- en spoorweggeluidsbarrières, seemure en brugparapette, waar die bouwerk betaal word.
  • Zigbaarheid en onderrig. ‘n Kroon wat draai is ‘n openbare verklaring dat ‘n sonpaneel dit nie is nie; skole, museums en landmerkgeboue waardeer dit.
Meer as 'n dosyn klein wit windturbines op kort maste, oorvol langs 'n plat dak bo 'n winkelbordjie, met bome agter.
Meer as 'n dosyn klein turbines op twee dakke in Morro Bay, Kalifornië, in 2011. Rotors op 'n dak te sit is maklik, maar om hulle te laat betaal is die moeilike deel, soos die Warwick Windproewe getoon het. Photo: Paul Gipe, CC BY-SA 4.0

Dit kan nie wen nie:

  • As ‘n goedkoop bron van massa-elektrisiteit. Groot wind- en sonkragplase kos $0.04 to $0,10 per kWh; niks op ‘n gebou kom in die nabyheid nie.
  • In beskermde stadsstrate en lae-opkoms voorstede, waar die gemiddelde wind onder 4 tot 5 m/s op dakhoogte is.
  • Vlak op ‘n gevel. Hoe die rotore ook al ontwerp is, ‘n geslote muur het geen deurstroom nie.

ontwikkelingsroetekaart en wat dit sou kos

FaseWerkBesluit dit toelaatGeskatte kosteTyd
0. Design studyBlad en kanaal ontwerp, CFD van een module en van ‘n 3 × 3 array, elektriese topologie, koste model met ‘n vervaardigerIs Cp on frontal area above 0.2 plausible in an array?$30k to $60k3 tot 4 maande
1. Wind tunnelDrie rotore, drie kanale, stator aan en af, dan ‘n 3 × 3-reeks; 3 tot 15 m/s, draai 0 tot 45°Gemete Cp, array verlies, begin spoed, geraas$60k to $120k4 tot 6 maande
2. Prototype moduleGenerator, kragbord, geseëlde module; uithouvermoë, iis, reën en akoestiese toetse (IEC 61400-11 metode)Module doeltreffendheid en duursaamheid$50k to $100k6 maande
3. Rooftop piloot10 tot 20 modules op ‘n windkant rand, ultraklank anemometers of lidar, ‘n jaar van data, wild kameraWerklike kWh per m², beskikbaarheid, geraas in die gebou$80k to $150k12 maande
4. Produk padStruktuur- en geveltegnologie, IEC 61400-2 ontwerpbasis, UK MCS 006 of US ACP 101-1 sertifisering, elektriese en brandverligting, versekering‘n produk wat ‘n geboueienaar kan koop$100k to $250k12 tot 18 maande

Fase 0 tot 3 benodig ongeveer $220,000 to $430,000 en twee jaar. Elke fase het ‘n duidelike stoppunt: as die windtunnel nie ‘n frontale Cp naby 0.2 in ‘n array vertoon nie, stop ons daar en publiseer waarom.

Wie benodig ons?

  • Aerodinamikus met lae-Reynolds en gekanaliseerde-rotor ervaring, om die blare, kanaal en stator te ontwerp en te hersien.
  • ‘n Universiteit of kommersiële windtunnel, met ‘n CFD-ingenieur om toetse te beplan en modelarray-interaksie.
  • Krag-elektroniese ingenieur vir klein permanente magneetgenerators, aktiewe regstelling, MPPT en DC-insameling van baie modules.
  • Strukturele en gevel ingenieur vir windladings op die kroon (EN 1991-1-4 / ASCE 7), bevestigings, ijs en vermoeidheid.
  • Akoestiese vir tonale geraas en trillings wat in die gebou oorgedra word.
  • Stedelike windspesialiste om die wind te meet en modelleer by kandidaatdakranke voordat iets gebou word.
  • Sertifikaat en nakoming: klein windstandaarde (IEC 61400-2, -11, -12-1), elektriese en brandkodes, en ‘n versekeraar wat bereid is om ‘n piloot te dek.
  • Ekoloog om die voël- en vleermuismonitoring te ontwerp.
  • Vervaardigingsvennoot in spuitgiet of rotomouldering om blare en kanale teen volume te prys.

‘n Beter idee is welkom

Die Fan Wall is een antwoord op ‘n groter vraag: hoe kan die plekke waar mense reeds woon, meer skoon energie maak, stoor of spaar as wat hulle vandag doen? As die getalle op hierdie bladsy jou oortuig dat ‘n ander benadering beter sou wees, wil ons dit hoor Daksonkrag wat ook hitte produseer, thermiese opberging, energie wat uit waterpype herwin word, afvalhitte of slimmer timing van vraag kan almal ‘n windkroon op baie geboue slaan. Die idee radar vergelyk hulle, en elkeen het sy eie artikel geskryf met dieselfde eerlikheid wat ons hier toepas.

Sommige lede van die stichting het dalk kontakte wat ‘n voorstel kan aanhoor Om te kan versprei, benodig ‘n idee ‘n werkende, reële model wat werklik krag produseer, met sy uitset gemeet op ‘n instrument, nie beweer nie; dis presies waarom hierdie bladsy eindig in ‘n windtunnel en ‘n dakpiloot eerder as ‘n tekening. Papier idees is ook welkom: as die fisika en getalle solide is, kan ons dit hier op die webwerf publiseer. Maar kapitaal op te wek sonder ‘n werkbare model is baie moeilik, en niks hier is ‘n belofte van fondse, terugkeer of bekendstellings. Die standaard is die een wat hierdie bladsy probeer om te voldoen aan: wys die getalle, sê wat sou bewys jy verkeerd, en stel voor die goedkoopste toets.

'n Wit ultrasoniese anemometer met drie pare sensorarms op 'n mast bokant die heide-moorland, met 'n windswaaier en ander instrumente bo-oor.
'n Ultrasoniese anemometer by Whim Moss, Skotland. Dit meet windsnelheid en rigting met geluidpulse en het geen bewegende dele nie. 'n Roofpiloot sou die wind by die kroon meet met instrumente soos hierdie. Photo: M J Richardson, CC BY-SA 2.0

Hoe jy kan help

  • Bring jou deskundigheid. As jy in enige van die bogenoemde velde werk, bied ‘n taak aan. Selfs ‘n uur om ons model te hersien is waardevol
  • Bied ‘n winderige dak aan. ‘n Lang gebou op ‘n kus, heuwel of oop vlakte met veilige toegang tot die dak kan die piloot huisves. Vertel ons waar dit is en watter kant toe die wind gewoonlik waai
  • Deel winddata. ‘n Jaar se windmetings vanaf ‘n dak, brug of kusmast help ons om die proefplek te kies.
  • Kyk na ons wiskunde. Die model is oop. As jy ‘n fout vind, vertel ons: ons wil liewer nou korrek wees as na’ n proef.
  • Stel ‘n beter idee voor. Stuur dit deur die bydraevorm met die probleem wat dit oplos, die fisika-toets, ‘n grof koste per kWh en die goedkoopste toets wat dit verkeerd kan bewys.

Bronne

  1. Salonvaara, M., Karagiozis, A., Pazera, M. en Miller, W. (2007). Lugholte agter bekledings: wat het ons geleer? Geboue X Konferensie.
  2. Lissaman, P.B.S. (1983). Lae Reynolds-getal lugvlerke. Annual Review of Fluid Mechanics 15, 223-239.
  3. Howey, D.A., Bansal, A. en Holmes, A.S. (2011). Ontwerp en uitvoering van ‘n centimeterskaal-omhulde windturbine vir energieoes. Smart Materials and Structures 20, 085021.
  4. Federspiel, C.C. and Chen, J. (2003). Lucht aangedrewe sensor. Proceedings of IEEE Sensors 2003, 22-25.
  5. Newman, B.G. (1986). Meervoudige aktuator-skyf teorie vir windturbines. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics 24, 215-225.
  6. Adema, N. et al. (2026). Windenergiewetenskap 11, 2037-2051, insluitend ‘n hersiening van gemete dubbelrotorverbeterings.
  7. Li, Q., Öztürk, K., Ragni, D. et al. (2017). Ontwerp en eksperimentele bevestiging van draaikolk-herstelvlerke vir propeller-voortstuwingstelsels. AIAA 2017-3571.
  8. Ohya, Y. en Karasudani, T. (2010). ‘n Omhulde windturbine wat hoë uitsetkrag genereer met windlenstegnologie Energieë 3(4), 634-649.
  9. van Bussel, G.J.W. (2007). Die wetenskap van die maak van meer torsie uit wind: diffuser eksperimente en teorie hersien. Journal of Physics: Conference Series 75, 012010.
  10. Gipe, P. (2017). Kiwi-pensioenfonds verloor $50 miljoen in Ogin se turbine-fiasko.
  11. Giguère, P. en Selig, M.S. (1998). Nuwe vlerke vir klein horisontale as windturbines Journal of Solar Energy Engineering 120(2), 108-114.
  12. Kishore, R.A., Coudron, T. en Priya, S. (2013). Kleinskaal windkrag draagbare turbine (SWEPT). Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics 116, 21-31.
  13. Tamaro, S., Campagnolo, F. en Bottasso, C.L. (2024). Op die krag en beheer van ‘n verkeerd gerangskikte rotor: buite die cosinus wet. Windenergiewetenskap 9, 1547-1575.
  14. Richmond-Navarro, G., Uchida, T. and Calderón-Muñoz, W.R. (2022). Windturbine-prestasie in turbulente toestande Wind Engineering 46, 518-528.
  15. Mertens, S. (2006). Windenergie in die geboue omgewing: konsentrator effek van geboue. PhD thesis, TU Delft (na Mertens, 2003, Wind Engineering 27(6)).
  16. De Kock (2009). Warwick Wind Trials finale verslag.
  17. Pacific Northwest National Laboratory (2025, 2026). Verspreide windmarkverslagdoenings en tegnologiese data-opdaterings.
  18. Amerikaanse Departement van Energie en NREL (2025). Solar photovoltaic system cost benchmarks, Q1 2025: commercial rooftop $1.95 to $1.98 per W
  19. Lazard (Junie 2026). Vergelykte koste van energie+, weergawe 19.
  20. Amerikaanse Energie-inligtingsadministrasie (2025). Gemiddelde prys van elektrisiteit per sektor, 2024; Eurostat, Elektrisiteitprysstatistieke.
  21. Loss, S.R., Will, T. en Marra, P.P. (2013). Skattings van voëlbotsingsterftes by windfasiliteite in die aangrensende Verenigde State. Biological Conservation 168, 201-209.
  22. Loss, S.R., Will, T., Loss, S.S. en Marra, P.P. (2014). Voël-gebou botsings in die Verenigde State. Die Kondor 116(1), 8-23
  23. Grant, A., Johnstone, C. en Kelly, N. (2008). Stedelike windenergie-omskakeling: die potensiaal van gekanaliseerde turbines. Hernubare Energie 33(6), 1157-1163. ‘n Verwante idee wat ons ook sal toets: kanale deur die parapet aangedryf deur die drukverskil tussen voorkant en dak