የፍለጋ ውጤቶች

የሰማችሁት ሁሉንም ነፋስ ተርባይን ያንን ሐሳብ ይከተላል: አንድ ሮተር በቻልክ መጠን ትልቅ አድርገህ፣ በቻልከው መጠን ከፍ አድርገህ፣ ታላላቅ ቅርንጫፎቹ ሰማይን እንዲነኩ አድርግ፡፡ በጣም ጥሩ ነው የጥገና ሥራዎችም ያስፈልጋሉ፤ መንገዶች፣ የተከፈተ መሬት፣ የዓመታት ፈቃድ፣ እና ወፎችን ይገድላል። እኛ የተቃራኒውን ሀሳብ ለመሞከር እንፈልጋለን።

ሀሳብ

ኮምፒውተርን የሚያሞቅ ትንሽ አክሲያል ፋንጣ ይያዙ። ወደኋላ አንቀሳቅስ: ነፋሱን ሮተርን እንዲዞር አድርግ, እና የውስጥ brushless ሞተር ትንሽ ጀነሬተር ይሆናል። Put sixteen of them in a module the size of a pizza box, give each one a shaped funnel that speeds up the air, and cover a wall with thousands of modules.

አንድ ፎጣ ቢፈርስ ግንብ ከሚወጣው ኃይል መቶ ሺህኛውን ያጣል፣ እናም ማንኛውም ሰው በስክሪቨር ሊለውጠው ይችላል። ሞዱሎችን በታዋቂ ደብዳቤዎች ውስጥ ይላኩ. በቤት ግድግዳ ላይ ሊቀመጡ፣ የህንፃውን ክፍል ሊወጡ ወይም የትራፊክ ምልክት ድምፅን ለመከላከል የሚጠቀሙባቸውን ፓነሎች ሊለውጡ ይችላሉ።

የት ሊበራ ይችላል

አዕዋፍና ሻንጣዎች. ትላልቅ የኤሌክትሪክ ኃይል ማመንጫዎች ለነጠላ አየር ንብረት እውነተኛ ችግር ናቸው፡ በአንድ ዓመት ውስጥ ከ140,000 እስከ 328,000 የሚሆኑ አዕዋፎች በአሜሪካ ብቻ በሞኖፖል ኤሌክትሪክ ማመንጫዎች ምክንያት ይሞታሉ (ሎስ፣ ዊል እና ማራ፣ 2013)። 150 ሚሜ ሮተር በ 10 rpm ሲዞር የ Blade Tip ን π × 150 m × 10 / 60 s ≈ 79 m/s ላይ ይንቀሳቀሳል. ከ10 ሚሜ ሜሽ ኋላ ያለው የ120 ሚሜ ማሞቂያ በጉዞ ፍጥነት አቅጣጫውን ይለውጣል። እስካሁን ድረስ ማንም የበረዶን መስተጋብር ከማይክሮ-ፋን ግድግዳዎች ጋር አልመረመረም፣ ስለዚህ ማየት የፕሮግራማችን ክፍል ነው ፡፡

የመቀመጫ ቦታ. ነፋስ በምትጨነቅበት ቦታ ይበልጥ ትገፋለች፡- ከጣሪያው ዳርቻ፣ ከህንፃው አናት፣ ከስፍራው ግድግዳ ጋር ተያይዞ። ትልቅ ሮተር እነዚህን አካባቢዎች ሊከተል አይችልም ሞዱል አሬጅ በትክክል ሊሸፍናቸው ይችላል።

ሎጂስቲክስና ጥበቃ. ምንም ክሬን፣ ምንም ባለሙያ፣ ምንም ልዩ መጓጓዣ የለም፡፡ 1,800 ካሬ ሜትር ያለውን ጠረጴዛ በ1,700 የካርቶን ጠርሙሶች፣ በአራት ወይም በአምስት የመርከብ ጠርሙሶች ውስጥ ይቀመጣል፤

ነፋስና ፀሐይ በአንድነት። ነፋስ ብዙውን ጊዜ በሌሊት እና በዝናብ ጊዜ፣ የፀሐይ ፓነሎች ደካማ በሚሆኑበት ጊዜ ይዘፈናል፡፡ በአንድ ግንባታ ላይ ሁለቱም አንዱ ሌላውን ሊሟሉ ይችላሉ፡፡

ፊዚክስ፣ ከቁጥር ጋር

በ A አካባቢ ውስጥ በነፋስ የተሸከመው ኃይል P = ½ ρ A v³ ነው ፣ እዚህም ρ = 1.225 kg/m³ የአየር ብዛት እና v የነፋሱ ፍጥነት ነው ፡፡ ኪዩብ ሁሉንም ነገር ነው: በ 6 m / s አንድ ስኩዌር ሜትር ½ × 1.225 × 6³ ≈ 132 W ይሸከማል; በ 12 m / s 1,058 W ይሸከማል, ስምንት ጊዜዎች የበለጠ.

ምንም ዓይነት ሮተር ሁሉንም ነገር ሊይዝ አይችልም ምክንያቱም አየር ከማለዳው መሄድ አለበት፡፡ የ Betz ጫፍ የሚለው የተከፈተ ሮተር በውስጡ የሚፈስውን ኃይል 16/27 ≈ 59% ያህል ሊያስወጣ ይችላል ይላል።

ትንሽ ሮተር ትልቅ ሮተር አይደለም። ፊዚክስ ይለዋወጣል

የመጀመሪያው እውነተኛ ችግር ይህ ነው: 120 ሚሜ የፍለጋ blade አንድ ኮርድ ነው በግምት 2 ሴ.ሜ. በ6 ሜትር / ሰከንድ ላይ የሪዮንዶልፍ ቁጥር Re = v × c / ν ≈ 6 × 0.02 / 0.000015 ≈ 8,000 ነው ፣ ይህም የላይኛው ክፍል ብዙውን ጊዜ የሚለቀቅበት ስርዓት ነው ፡፡ በኢምፔሪያል ኮሌጅ እንደ ቱርቢን የተቀረፀ የ2 ሴ.ሜ ሮተር የ9% ኃይል አቅም ያገኘ ነው (Howey, Bansal and Holmes, 2011)። ኮምፒውተር ፋንቶች አየር እንዲነዱ የተቀረጹ ናቸው፣ በእሱ ሊነኩ አይችሉም. ስለዚህ የ5% (በጥላቻ)፣ 10% (በመካከለኛ) ወይም 20% (በማመንጨት) የሮተር ውጤታማነት እና ከፍለጋ እስከ ግሪድ ያለው የኤሌክትሪክ ሰንሰለት 40፣ 55 ወይም 70% ነው ብለን እንጠብቃለን።

ቧንቧዎች ሊረዱ ይችላሉ። በኪዩሹ ዩኒቨርሲቲ የተፈጠረው የ”ነፋስ ሌንስ” የሚባል ሰፊ በርሜል ያለው ዳይፍየር፣ የአንድን ተመሳሳይ ዲያሜትር ያለውን ሮተር ኃይል ከ2 እስከ 5 ያህል ይጨምራል (ኦሃያ እና ካራሱዳኒ፣ 2010)። ግን ዱክታል የፊት ክፍልን ይይዛል: ከሃይል ግማሹን ያህል የሚበልጥ ኃይል በማውጣት የመሳሪያውን የፊት ክፍል መሻገር አልተገለጸም (Dighe et al., 2018). ሞዴላችን እዚህ ላይ ይጨምራል።

በማዕከላዊው ግምቶች መሠረት የግድግዳው ሙሉ መጠን በ6 ሜትር/ሰከንድ ላይ 7 ኪ.ወ.፣ በ10 ሜትር/ሰከንድ ላይ 34 ኪ.ወ. እና በ15 ሜትር/ሰከንድ ላይ 114 ኪ.ወ. ያመጣል፡፡ የፍራንክ መጠን ኃይሉን በጭራሽ አይለውጥም ፣ ምክንያቱም ሁሉም መጠንዎች ከግድግዳው 55% ያህል የሚሸፍኑ ናቸው ፣ ይህም የቁጥር ክፍሎችን እና ዋጋዎችን ይለውጣል ፡፡ የዱክቶች ብቻ ማግኘት ይችላሉ እነርሱ ከሁለት እጥፍ በላይ ከሆነ የእያንዳንዱን ሮተር ምርት, ምክንያቱም እነርሱ ለጥቂት ፈረስ ቦታ ይተው.

በአንድ ዓመት ውስጥ ምን ያህል ენერგი አለ?

ነፋስ በአንድ ቦታ ላይ ሁልጊዜም የማይለዋወጥ አይደለም። ሦስት ቦታዎችን በአንድ መደበኛ (ሬሊ) ነፋስ ክፍፍል እንመክራለን፡- የከተማው ጣሪያ በአማካይ 4 ሜትር / ሰከንድ፣ የመንገድ መከላከያ በ 4.5 ሜትር / ሰከንድ እና የተገለጸ የባህር ዳርቻ በ 6.5 ሜትር / ሰከንድ። እውነተኛው የከተማ ነፋስ ደካማ ነው፡- የዩኬ ካርቦን ትራስት ጥቂት የመገንባት ቦታዎችን 5 ሜትር / ሰከንድ ያህል የሚደርሱ አገኘ (ካርቦን ትራስት፣ 2008) ፣ እና በዋሪክ የበረዶ ሙከራዎች ውስጥ 26 በመገንባት ላይ የተቀመጡ ሚክሮ ቱርቢኖች የ 0.85% አማካይ አቅም ያላቸው ናቸው (ኤንክሬፍት፣ 2009)።

ለዝግጅት፣ አንድ መደበኛ 3 MW የባህር ላይ ተርባይን በ 35% የችሎታ ምክንያቶች ውስጥ የሚሠራ 3 MW × 8,760 h × 0.35 ≈ 9.2 GWh በአንድ ዓመት ያመርታል: እንደ 65 የባህር ዳርቻው ፎን ግቢዎች.

ምን ያህል ያስከፍላል

በአንድ ሜትር ካሬ ላይ ያለውን ክፍል ሁሉ አጠናቅቀናል: $3 to $8 በአንድ መጠን፣ ፍሬሞች እና ሜሽ፣ ኤሌክትሮኒክስ፣ እና አሁን ባለው ግንባታ ላይ መጫን. የግድግዳው ሙሉ ዋጋ $0.76 million to $2.43 ሚሊዮን (መካከለኛ $1.38 ሚሊዮን) ሲሆን፣ ቧንቧዎች ሳይኖሩት ነው። በ20 ዓመታት ውስጥ በ7% ቅናሽ መጠን፣ የኪሎዋት ሰዓት ዋጋን የሚያሳየው የጥገና አገልግሎት ተጠቃሚ መሆን።

እውነተኛው ትርጓሜ፡- ከዛሬዎቹ ኮምፒውተር አፍቃሪዎች የተገነባው የፈንጂው ግድግዳ በከተማ ውስጥ በግምት $1.20 per kWh on a windy coast and about $5 ይከፍላል፤ የቤት ውስጥ ፀሐይ መነሻ ወጪዎች $0.12 to $0.28፣ የዋጋ-ስሌት ነፋስ $0.03 to $0.07 (Lazard LCOE+, June 2024; IRENA, 2024)። እንደ ኃይል ማመንጫ፣ ይህ ሐሳብ ዛሬ አይወዳደርም.

እውነት መሆን ያለበት ምንድን ነው?

እንደዚህ ያሉ ቁጥሮችን ለመለወጥ ጥናት ያስፈልጋል። በባህር ዳርቻ አካባቢ የኤሌክትሪክ መሣሪያዎችና የ65% የኤሌክትሪክ ሰንሰለቶች ካሉ፣ ለኪሎ ዋት ሰዓት የሚወጣው ወጪ በሁለት ነገሮች ላይ ይወሰናል፡- የኤሌክትሪክ መሣሪያው ነፋሱን እንዴት እንደሚቀይር (የሚፈጥረው ውጤታማነት) እና የተገነባው የግድግዳ ስኩዌር ሜትር ምን ያህል እንደሚከፍል።

የሮተር ውጤታማነት	200 ዶላር ለአንድ ሜትር ካሬ	$400 per m²	$800 per m²
10%	$0.60	$1.21	$2.41
20%	$0.30	$0.60	$1.21
30%	$0.20	$0.40	$0.80
40%	$0.15	$0.30	$0.60

የምርምር ፕሮግራም

ፋይል	ምን እንሠራለን	ምን እንለካለን?	የቀን መቁጠሪያው ቀለም፦
0. የስራ ቦታ	የኮምፒውተር ንድፍ, የብረት ዲዛይን እና የኤሌክትሪክ መዋቅር	የቀረበው ውጤታማነትና ኪሳራዎች	$15k to $30 ኪ.ባ
1. የባንክ ሙከራዎች	20 off-the-shelf እና 20 የራሱን rotors በነፋስ ጉድጓድ ውስጥ ከ 3 እስከ 15 m / s	የፍጥነት መስመር	$30k to $60 ኪ.ባ
2. አንድ ሞዱል	የ 16-fan ሞዱል ከ ducts እና ኃይል ኤሌክትሮኒክስ ጋር	ሞዱል ውጤታማነት, አንድ ዓመት ውጭ	$25k to $50 ኪ.ባ
3. 10 m² ፒየል	የቤት ውስጥ ካሜራ	ენერგი, አሬጅ መጥፋቶች, መኖሪያ, ወፎች እና በግ	$60k to $120 ኪ.ባ
4. የሙሉ ግድግዳ ዲዛይን	ቅርጽ፣ ማረጋገጫ፣ የመጨረሻው ዋጋ ሞዴል	ለአንድ ሜትር ካሬ የተጫነው ዋጋ፣ ለአንድ ኪሎዋት ሰዓት ዋጋ	$50k to $100 ኪ.ባ

0 እስከ 3 ደረጃዎች $130,000 to $260,000 ያህል ይያስፈልጋሉ፡፡ የሙሉ ግድግዳው ግን ተሳፋሪው ትንታኔውን ቢረጋገጥ ብቻ ትርጉም አለው፡፡ የፋውንዴሽኑ ምርምር ሁሉ ከፋውንዴሽኑ ትርፍ የሚከፈል ሲሆን ይህም ፕሮጀክቱ ከሚያስፈልገው ሁሉ፣ ከላቦራቶሪዎችና አቅራቢዎች እስከ ሰርቨሮችና ሰዎች ድረስ የሚከፍለው ነው፤ ድጋፎች ለአንድ ፕሮግራም ብቻ ሊወሰዱ አይችሉም ፡፡ የሙሉው ቴክኒካዊ ሪፖርት፣ ሞዴሉ እና መረጃዎቹ ክፍት ናቸው: ሞዴል መረጃ እና ሞዴል ኮድ.

እንዴት ማግኘት እንደሚቻል

• የችሎታችሁን ያመጣሉ፡፡ የጥቂት ሮተሮችን አየር-ዲናሚክስ፣ የነፋስ ቱኔሎችን፣ የኃይል ኤሌክትሮኒክስን፣ የህንፃ ኢንጂነሪንግ ወይም የዓሣ ማጥመድን የሚያውቁ ሰዎችን እንፈልጋለን፡፡ ሥራን አቅርብ.
• የቤት ግድግዳ አቅርቡ። የፀሐይ ብርሃን የሚደርስበት ደህንነቱ የተጠበቀ የመሬት ወለል 10 ካሬ ሜትር ባለው አውሮፕላን ላይ ሊቀመጥ ይችላል። የት እንደምትገኝና እንዴት እንደተገለጠችልን ንገረን።
• የነፋስ መረጃን አጋራ። በጣሪያ፣ በባህር ዳርቻ ወይም በድልድይ ላይ የአየር ሁኔታ ጣቢያ ካለዎት የአንድ ዓመት ነፋስ መቆጣጠሪያዎች የፕሮጀክት ቦታውን ለመምረጥ ይረዳሉ፡፡
• በቤት ውስጥ ይሞከሩ። በነፋስ የሚነፋበት ግድግዳ ላይ የቆመ የፀሐይ መከላከያ፣ የድልድይ ሪክቲፊየር እና የሙልቲሜትር ጥሩ የሳይንስ ፕሮጀክት ያሳያል፡፡ በተለያዩ ነፋሶች ላይ የቮልቴጅ እና የኃይል መጠንን ይለኩና ቁጥሮችን ለእኛ ላክ።
• ፋውንዴሽንን ደግፉ። ድጋፎች ወደ የገንዘብ ሚኒስቴር ይሄዳሉ እናም የምርመራችንን ሁሉ፣ ይህንም ጨምሮ፣ እያንቀሳቀስን ያቆያሉ።

ምንጭ

1. Howey, D.A., Bansal, A. and Holmes, A.S. (2011). የኃይል ማመንጫ ተርባይን ዲዛይንና ተግባራዊነት ስማርት ማተሚያዎች እና ግንባታዎች 20, 085021.
2. ኦሃያ፣ ዮናስ እና ካራሱዳኒ፣ ቲ. (2010). በውሃ-ሌንስ ቴክኖሎጂ ከፍተኛ ኃይል የሚያመነጭ የሸፈነ ነፋስ ተርባይን 3(4)፣ 634-649.
3. ዴ ኦሊቬራ፣ ጂ. (2018). የደመና ተርባይን ማሻሻያ እና ለሮተሩ ቦታ ትኩረት መስጠት የነፋስ ኃይል ሳይንስ 3, 221-229.
4. ካርቦን ትራስት (2008)። የትንሽ መጠን ያለው የነፋስ ኃይል: ፖሊሲዎች እና ተግባራዊ መመሪያዎች.
5. 2009 (አማርኛ) የዋርክ ዊንድ ቴራሊስ የመጨረሻው ዘገባ
6. የፓሲፊክ ደቡብ ምዕራብ ብሔራዊ ምርምር ማዕከል (2024)። የተበተነው የነፋስ ገበያ ሪፖርት፣ 2024 እትም: ትንሽ ነፋስ በ2023 ውስጥ ለእያንዳንዱ የተጫነው ኪዩቢክ ሜትር $7,370 እና 13% የኃይል መጠን ያለውን ሁኔታ ያሳያል.
7. ላዛርድ (ጁን 2024)። የኤሌክትሪክ ኃይል ዋጋን አሻሽሏል+
8. IRENA (2024). የ2023 የኃይል ማመንጫዎች ወጪ
9. ጆርጅ የአንድ ቤት የኤሌክትሪክ ፍጆታ፣ ዩሮፓ ህብረት
10. የአሜሪካ የኃይል መረጃ አስተዳደር (2022)። የመካከለኛ የቤት ውስጥ የንፋስ ኃይል.
11. ሎስ፣ ኤ.አር.፣ ዊል፣ቲ. እና ማራ፣ፒ.ፒ. (2013). በቅርብ የሚገኙት የአሜሪካ ሀገራት የኑክሌር ኃይል ማመንጫዎች ላይ የሚከሰተው የበረዶ መንሸራተት ሞት መጠን ባዮሎጂካል ኮንስትራክሽን 168, 201-209.