শক্তির উড়ন্ত পতাকা: বায়ুপ্রবাহ
Higher winds are stronger and steadier, and a kite needs no tower. Google's Makani spent thirteen years on the idea and published everything it learned. Here is what the physics promises, what flight tests actually measured, and what it would take to prove the rest.
Rschmehl / Wikimedia Commons (CC BY-SA 4.0)
আধুনিক একটি বায়ু টারবাইন দেখুন এবং আপনি যা দেখেন তার বেশিরভাগই এমন অংশ নয় যেটা বিদ্যুৎ উৎপাদন করে। টাওয়ার, ভিত্তি এবং ব্লেডের অভ্যন্তরীণ অর্ধেক… …তাদের দ্রুতগতির ব্লেডের প্রান্তগুলো বাতাসে ধরে রাখার জন্য সেখানে আছে। এই টিপসগুলো প্রতি সেকেন্ডে 80 মিটার বেগে রোটারের বাইরের অংশে ঘুরে বেড়ায়, আর সেখানেই বেশিরভাগ শক্তি আটকা পড়ে। বায়ুচালিত বায়ু শক্তির ক্ষেত্রে একটা সহজ প্রশ্ন করা হয়: যদি আমরা শুধুমাত্র দ্রুতগতির অংশটি ধরে রাখতে পারি, এবং তা একটি টেথরে আটকে রেখে, আর যেখানে বাতাসের গতি বেশি সেখানে নিয়ে যেতে পারি?
উপরের ছবিটি আলোর সাহায্যে আঁকা একটি উত্তর। কাইটপাওয়ারের একটি কচ্ছপের ট্রেসিং ল্যাম্প রাতের এক পূর্ণ চক্র রেকর্ড করেছে: আটটি সংকীর্ণ ল্যুপ যা ড্রাম থেকে টেথর টানতে এবং জেনারেটরের দিকে ঘুরতে থাকে, তারপর দীর্ঘ, শান্ত ফিরে আসা যখন কচ্ছপকে পিছনে উইঞ্চ করা হয়। This page explains how that works, what it has achieved, and why, after twenty years of serious effort, no airborne wind system has yet sold electricity at scale. **The short version: the physics is sound and the materials saving is real, but keeping a flying machine safe and working for twenty years, unattended, in all weather, is the unsolved problem. কেউই বাণিজ্যিক একক থেকে স্বাধীনভাবে পরিমাপকৃত উৎপাদনের বছর প্রকাশ করেনি। **
এটা কি
একটি বায়ুচালিত শক্তি ব্যবস্থার তিনটি অংশ আছে: উড়তে পারে এমন ডানা, এটিকে ধরে রাখার জন্যে টেথর এবং একটি স্থল স্টেশন। এখানে দুইটি প্রধান পরিবার আছে।
- ভূমি উৎপাদন, “পাম্পিং” বা “ইয়ো-ইয়ো” উড়ন্ত। উড়ন্ত কচ্ছপ দ্রুত ঘূর্ণিঝড়ের দিকে ছুটে যায়, যা টেথরকে জোরে টান দেয়। মাটিতে থাকা ড্রাম থেকে টেথর বের হয়ে আসে, আর ড্রামটি একটি জেনারেটরের চালনা করে। যখন টেথর যথেষ্ট লম্বা হয়ে যায়, তখন উড়ন্ত পতাকার অবস্থান এমনভাবে নিয়ন্ত্রণ করা হয় যেখানে এটি খুব কম টানে এবং আবার ভিঞ্চিতে ফিরে আসে, যা তৈরি হওয়া শক্তির একটি ছোট অংশ খরচ করে। স্কাইসেইলস পাওয়ার, কিটপাওয়ার এবং কিটমিল এই নীতি অনুসরণ করে থাকে।
- বহনযোগ্য প্রজন্ম, “উড়ন্ত টারবাইন”। একটি মজবুত ডানা ছোট রোটারে পরিণত হয়। ক্রস-হাওয়ার ফ্লাইটে রোটারগুলো টার্বিন হিসেবে কাজ করে, আর বিদ্যুৎ চালিত টেথরের নিচে চলে যায়। উড্ডয়ন ও অবতরণ করার জন্য একই রটার প্রপেলারের মতো কাজ করে এবং ডানা ড্রোনের মত ঘুরে বেড়ায়। এটা ম্যাকানি’র ডিজাইন ছিল।
উভয় ক্ষেত্রেই ডানা টার্বিন ব্লেডের মত কাজ করে: এটি বাতাসের চেয়ে অনেক দ্রুত গতিতে বাতাসে ঘুরে বেড়ায়, আর সেখান থেকেই শক্তি আসে।
এটা কিভাবে কাজ করে
The power in the wind. Wind carries power through each square metre facing it equal to ½ ρ v³, where ρ is the density of air (about 1.2 kg per cubic metre near the ground) and v is the wind speed. ঘনকটি গুরুত্বপূর্ণ: বাতাসের গতি দ্বিগুণ করলে শক্তি আটগুণ বেড়ে যায়। 7 মিটার/সেকেন্ডে এক বর্গমিটার প্রায় 210 ওয়াট শক্তি বহন করে; 10 মিটার/সেকেন্ডে, প্রায় 610 ওয়াট।
কেন উচ্চতা সাহায্য করে. মাটির কাছাকাছি, ভূমি, গাছ এবং ভবনগুলির সাথে সংঘর্ষ বাতাসের গতি হ্রাস করে। সাধারণ প্রকৌশল নিয়ম বলছে উচ্চতার সাথে গতি বৃদ্ধি পায় v = v_ref × (h / h_ref)^α, যেখানে এক্সপন্ডেন্ট α খোলা সমুদ্রের উপরে 0.10, খোলা কৃষিজমির উপরে 0.14 এবং বনের ও শহরের উপরে 0.25 বা তার বেশি। 100 মিটার হাব থেকে 7 মিটার/সেকেন্ডে যান। At 400 m the rule gives 8.0 m/s over the sea, 8.5 over farmland and 9.9 over rough ground, so the power per square metre is 1.5, 1.8 and 2.8 times higher. এই নিয়মটা বেশ কঠিন: কয়েকশ মিটার উপরে বাতাসের আচরণ অনেক সময় ভিন্ন হয়, রাতে নিম্ন মানের জেট এবং দিনের বেলায় শান্ত ধরণের। তবুও, দিকটা পরিষ্কার এবং উচ্চতায় স্থিতিশীল বায়ু প্রবাহের অর্থ হবে কম ঘণ্টা যাদের ফসল কাটার জন্য কিছুই নেই।
কেন একটা উড়ন্ত পতঙ্গ এত বেশি ধরতে পারে? 1980 সালে প্রকৌশলী মাইলস লয়েড আবিষ্কার করেন, বাতাসের সাথে উড়তে থাকা একটি ডানা কত শক্তি উৎপাদন করতে পারে।লয়েড, 1980।). সাধারণ ভাষায় বললে: একটি ডানা উড়তে গেলে বাতাসের গতি তার উপরের দিকের তুলনায় নিচের দিকের দুই তৃতীয়াংশ। 10 মিটার/সেকেন্ডের বাতাসের ক্ষেত্রে 5 এর তুলনায় ধাক্কা দেওয়ার অনুপাত, যা প্রায় 33 মিটার/সেকেন্ড বা 120 কিলোমিটার/ঘন্টা; কাইটপাওয়ার তাদের কাটের গড় উড়ান গতির কথা উল্লেখ করেছে যা 110 কিলোমিটার/ঘণ্টা (কাইটপাওয়ার)। কারণ বায়ুগতির শক্তি সেই গতি বৃদ্ধির সাথে বাড়ে, ডানা তার আকার অনুযায়ী অনেক বেশি টানতে পারে। লয়েডের সর্বোচ্চ মান হল
P = (4/27) × ½ ρ v³ × A × C_L × (C_L / C_D)²
যেখানে A হচ্ছে ডানার আয়তন, C_L এর উড়ন্ত গুণক এবং C_L / C_D এর উড়তে-বাধা দেওয়ার অনুপাত। বাতাসের শক্তির পরে যে ফ্যাক্টরটি আছে, (4/27) × C_L × (C_L/C_D)², তা বলে যে প্রতি বর্গমিটার এলাকায় কত বর্গ মিটার বায়ু এই ডানা সক্রিয়ভাবে সরিয়ে নিয়ে যায়। একটি নরম কাতারের জন্য যার লিফট কোয়ালিফায়ার 1 এবং লিফট-টু-ড্রাগ অনুপাত 5, এর মান 3.7। 9 এর কাছাকাছি লিফট-টু-ড্রাগ অনুপাতের সাথে একটি কঠিন ডানার জন্য, টেথারের ড্র্যাগ সহ, এটি 10 থেকে 17 হতে পারে। একটি ভূমি জেনারেটরের এই সর্বোত্তম পৌঁছে যখন টেথর রিল বাইরে বাতাসের গতি এক তৃতীয়াংশ.
লয়েডের হারানোর কথা বাদ দিয়েছে। আসল উড়ন্ত পতাকার গতিপথ স্থল স্টেশনের বাতাসের দিকে সরাসরি নয়, তারা উচ্চতার কোণে উড়ে, সাধারণত 25 থেকে 35 ডিগ্রি। শুধুমাত্র বাতাসের অংশটি টেথারের সাথে এটিকে টানতে পারে, এবং সেই কোণের কোসাইনের ঘনকটির সাথে শক্তি কমে যায়: 30 ডিগ্রিতে মাত্র 65% অবশিষ্ট থাকে। টেথরটা চাপ বাড়ায়, যা তার দৈর্ঘ্যের সাথে বাড়ে। একটি পাম্পিং কয়েট প্রতিটি সাইকেল সময়ের কিছু অংশ ভিঞ্চিতে ব্যয় করে; কাইটপাওয়ার সিস্টেম 100 সেকেন্ডের সাইকেল সময়ের প্রায় 80% সময় ব্যয় করে 130 কিলোওয়াট পর্যন্ত শক্তি উৎপাদন করে এবং 20% সময়ে 20 কিলোওয়াট শক্তি ব্যবহার করে কয়েটকে ফিরিয়ে আনে (কাইটপাওয়ার)। তারপর আসে সাধারণ জেনারেটরের, গিয়ারবক্সের এবং কনভার্টারের ক্ষতি… …আর শক্তি খরচ হয় হালকা বাতাসে ডানা উড়তে রাখার জন্য।
কেন পুরো গল্পটা এই টেথারের উপর। টর্বিন টাওয়ারের মূলে একটি বক্রতা সৃষ্টির কারণে রোটারের সম্পূর্ণ চাপের বিরুদ্ধে তা প্রতিরোধ করতে হবে, তাই এই টাওয়ার এবং ভিত্তিগুলো এত বড়। একটি টেথর শুধুমাত্র চাপ বহন করে, এবং ফাইবার যেমন অতি উচ্চ আণবিক ওজনের পলিইথিলিন তাদের ওজনের জন্য অসাধারণভাবে শক্তিশালী। এই দাবির উৎস, বেশ কয়েকটি কোম্পানি দ্বারা পুনরাবৃত্তি করা হয়েছে যে বিমানচালিত সিস্টেম একই রেটিং এর একটি টারবাইন থেকে 90% কম উপাদান ব্যবহার করে। এটা মেশিনের জন্যই সম্ভব, এখনো পুরো বিদ্যুৎ কেন্দ্রের জন্য দেখানো হয়নি, যার মধ্যে আছে দূরত্ব, গ্রাউন্ড স্টেশনের ভিত্তি এবং গ্রিড সংযোগ।
সীমাবদ্ধতা: তাত্ত্বিক এবং প্রয়োগিক
তাত্ত্বিকভাবে। লয়েডের ফর্মুলা হচ্ছে একক আদর্শ ডানার জন্য একটি ছাদ। টর্বিন এর মত, একটি উড়ন্ত পতাকার বায়ু প্রবাহকে ধীর করে দেয় এবং একসাথে উড়ে যাওয়া পতাকাগুলো একে অপরের থেকে শক্তি গ্রহণ করে। তাই একটি ফ্যাক্টরিতে জায়গার প্রয়োজন হয়। গ্রহের সীমানাও আছে। Jet streams near 10 km altitude look like a vast resource if you apply ½ ρ v³ to them, but the atmosphere regenerates that motion slowly: an Earth-system analysis put the maximum sustainable extraction from jet streams at about 7.5 TW, some 200 times less than earlier estimates, with large climate side effects if it were ever approached (Miller, Gans and Kleidon, 2011). আজকে কেউই 10 কিলোমিটার উচ্চতায় উড়তে চায় না; বাস্তবিক পদ্ধতির লক্ষ্য 200 থেকে 700 মিটার। 28 বছরের আবহাওয়া তথ্যের ভিত্তিতে বিশ্বের 500 থেকে 12,000 মিটার উচ্চতা পর্যন্ত সমস্ত উচ্চভূমির মানচিত্র তৈরি করা হয়েছে। আর্চার এবং কালদেরা (2009).
প্রয়োগিক। যে সীমাবদ্ধতা প্রকল্পগুলোকে বন্ধ করে দিয়েছে তা এই সূত্রের মধ্যে নেই:
- উড্ডয়ন এবং অবতরণ। একটি টারবাইন কখনো উড়তে পারে না। একটি উড়ন্ত প্যান্টকে হালকা বাতাসে উড়াতে হবে, ঝড়ের মধ্যে অবতরণ করতে হবে এবং বছরে হাজার হাজারবার এই দুটোই করতে হবে ক্ষতি না করে। মাকানি বিমানের চারটি ফ্লাইট ফ্রেমের ক্ষতি করেছে, এর মধ্যে তিনটি উড়তে থাকা অবস্থায়, উৎপাদন না করা অবস্থায়।মাকানি, 2020).
- সব আবহাওয়াতেই নিয়ন্ত্রণ রাখতে হবে। ঝড়, অস্থিরতা, বরফ গলে যাওয়া, বজ্রপাত এবং হঠাৎ করেই শান্ত হওয়ার ক্ষেত্রে সবারই স্বয়ংক্রিয় প্রতিক্রিয়া প্রয়োজন। তিথির ভাঙন কখনোই উড়ন্ত বা ভারী লাইনের বিপদজনক কোন জায়গায় যেতে পারে না।
- আকাশ ও ভূমি। 800 মিটার দীর্ঘ একটি টেথরে 400 মিটার উচ্চতায় উড়তে থাকা একটা ঘুড়ির ভর অনেক বেশি। বিমান কর্তৃপক্ষকে অবশ্যই এটা মেনে নিতে হবে, এবং উড়োজাহাজের নিচে থাকা জমিগুলো মানুষ ও রাস্তা থেকে পরিষ্কার রাখতে হবে।
- Wear. Fabric kites degrade in sunlight, tethers wear on drums and pulleys, and a system must survive twenty years to compete with turbines designed for twenty-five to thirty.
- আকার। লয়েডের শক্তি ডানার আকার অনুযায়ী পরিমাপ করা হয়, আর বড় ডানা নিয়ে উড়ানো ও অবতরণ করা কঠিন। মাকানি এর এম600 এর ডানা ছিল 26 মিটার (X); স্কাইসেইলস এর সর্ববৃহৎ ঘোষণা করা কচ্ছপের ডানা 450 কিলোওয়াট ইউনিটের জন্য 450 বর্গমিটার। আধুনিক স্থল টারবাইন এর সমান ক্ষমতাসম্পন্ন 5 মেগাওয়াট বিমানচালিত সিস্টেম এখনো একটি অঙ্কন।
বাস্তব প্রকল্প, পরিমাপ করা
এই ক্ষেত্রটি ফলাফলের ক্ষেত্রে উদার এবং দীর্ঘমেয়াদী তথ্যের ক্ষেত্রেও। এখানে যা পরীক্ষা করা যেতে পারে.
| প্রকল্প | ডিজাইন | এর ফলে কী অর্জিত হয়েছে | কি হয়েছে |
|---|---|---|---|
| ম্যাকানি এম600 (মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র, গুগল এক্স, 2006 থেকে 2020) | 600 কিলোওয়াট শক্তিসম্পন্ন স্থির ডানা, 8টি রোটার, 440 মিটার দীর্ঘ টেথর | 28.9 h autonomous flight, 22.7 h crosswind; best loop 290 kW, best ten-minute average 196 kW in 10 to 13 m/s wind; first offshore flight from a floating platform in Norway, August 2019 | বন্ধ ফেব্রুয়ারি 2020: “বাণিজ্যিকীকরণের পথ আশা করা থেকে অনেক লম্বা এবং ঝুঁকিপূর্ণ”। দলের নিজস্ব সিদ্ধান্ত: এম600 বিমানটি “11 মিটার/সেকেন্ডে 600 কিলোওয়াট উৎপাদনে মূলত অক্ষম”। রিপোর্ট, কোড এবং ফ্লাইট লগ সেপ্টেম্বর 2020 সালে প্রকাশিত হয়। |
| স্কাইসেইলস পাওয়ারName জার্মানিName | স্থল উইঞ্চের উপরে 180 বর্গমিটার পর্যন্ত সফট কিটস; 200 কিলোওয়াট পর্যন্ত সাইকেল শক্তি (পিএন-14, এখন ভেনয়ো নামে বিক্রি হয়) | 2019 সাল থেকে ক্লিকসবুলে 120 বর্গ মিটার পর্যন্ত আকাশে উড়তে সক্ষম এই প্রজেক্টের নমুনা বিমান চালানোর সবচেয়ে দীর্ঘতম রেকর্ড গড়েছে। 2023 সালের জানুয়ারিতে মরিশাসে 800 মিটার দৈর্ঘ্যের একটি টেথরে 200 থেকে 400 মিটার উচ্চতায় উড়বে 120 বর্গ মিটার আকারের এ প্রজেক্টটি। তাইওয়ানে এর প্রথম ফ্লাইট হবে জুলাই মাসের 1 তারিখে, 2025 সালে। | ইউনিট বিক্রি; কোম্পানিটি ভালো জায়গায় প্রতি বছর 760 মেগাওয়াট ঘণ্টা পর্যন্ত উৎপাদন করতে পারে, এটা নির্মাতার সংখ্যা, স্বাধীনভাবে পরিমাপ করা হয়নি। 450 কিলোওয়াট মডেল (কেইও) ঘোষণা করা হয়েছে এবং 2028 সালের দ্বিতীয়ার্ধে প্রথম বিতরণ আশা করা হচ্ছে। |
| কাইটপাওয়ার (নেদারল্যান্ডস, টিইউ ডেলফট থেকে) | 100 বর্গমিটার সফট কায়েত, 350 মিটার টেথর, 6 মিটার কন্টেইনার জমির জেনেটর | প্রতিটি সাইকেলে 100 সেকেন্ডের মধ্যে 130 কিলোওয়াট পর্যন্ত শক্তি উৎপাদন করে। নেদারল্যান্ডসের একটি নির্মাণ ক্ষেত্র, আয়ারল্যান্ডের বেলাকোরিকে আরডব্লিউই এবং আরুবাতে পাইলটরা কাজ করছে। | মোবাইল, অস্থায়ী শূন্য-প্রবাহ শক্তি হিসেবে বিক্রি করা হয়, উদাহরণস্বরূপ ডিজেল জেনারেটরের পরিবর্তে |
| কায়েটমিল নরওয়েName | স্থল উইঞ্চের উপর কঠিন গলাইডার উড়োজাহাজ | লিস্টার ভ্যানসেতে পরীক্ষার জায়গা, 350 মিটার উপরে উড়ছে | উন্নয়ন চলছে; কোন দীর্ঘমেয়াদি আউটপুট তথ্য প্রকাশ করা হয়নি |
| Ampyx শক্তি (নেদারল্যান্ডস, 2008 থেকে 2022) | স্থল উইঞ্চের উপরে একটি মজবুত স্বাধীনভাবে চলাচলকারী গলাইডার; 2012 সালে প্রথম সম্পূর্ণ স্বয়ংক্রিয় বিদ্যুৎ উৎপাদন। | এপি-3 পর্যন্ত প্রটোটাইপ তৈরি করা হয়েছে | 19 এপ্রিল, 2022 তারিখে অর্থ প্রদান স্থগিত করা হয়। 4 মে, 2022 তারিখে পরিকল্পনাকৃত অর্থায়নের রাউন্ড না হওয়ায় প্রতিষ্ঠানটিকে দেউলিয়া ঘোষণা করা হয়। |
সূত্র: মাকানি, দ্যা এনার্জি কাইট, 2020; এক্স, মাকানি; স্কাইসেইলস পাওয়ার; কাইটপাওয়ার; কাইটমিল; আম্পেক্স পাওয়ার।
এই টেবিলের দুটি বিষয় বিশেষভাবে উল্লেখযোগ্য। প্রথমত, মাকানি এর সেরা দশ মিনিটের গড় ছিল তার নির্ধারিত শক্তির এক তৃতীয়াংশ এবং পাঁচটি লপের মধ্যে মাত্র একটিই নেট এনার্জি উৎপাদন করে। বাকিগুলো ছিল পরীক্ষামূলক চালনা, হালকা বাতাস এবং উড়ে যাওয়া। দ্বিতীয়ত, আজকাল সবচেয়ে পরিপক্ক পদ্ধতি হল 100 থেকে 200 কিলোওয়াট শক্তি উৎপাদনকারী মাটির উপর নির্মিত সফট কেটে, যা সাধারণ একটি স্থল টারবাইন এর তুলনায় দশ গুণ ছোট। যেখানে টারবাইন তৈরি করা কঠিন সেসব জায়গায় এটি বিক্রি করা হয়: দ্বীপ, দূরবর্তী স্থান, অস্থায়ী বিদ্যুৎ। বিমানের পরীক্ষার দুই দশকের পর্যালোচনা একই ভারসাম্যপূর্ণ দৃষ্টিভঙ্গিতে পৌঁছেছে: নিয়ন্ত্রণে অভূতপূর্ব অগ্রগতি হয়েছে, এবং দীর্ঘমেয়াদী, সম্পূর্ণ স্বায়ত্তশাসিত অপারেশন এখনো সীমান্তে অবস্থান করছে।ভার্মিলিয়ন এন্ড এল., 2021).
এর মূল্য কত?
এখনো বায়ুবিদ্যুৎ উৎপাদনের জন্য কোন বাজার মূল্য নেই, শুধুমাত্র অনুমান করা হচ্ছে, তাই এখানে যেকোনো সংখ্যার সাথে সাবধানে থাকুন।
| অপশন | প্রতি কিলোওয়াট- ঘণ্টায় খরচ | নম্বরের অবস্থা |
|---|---|---|
| নতুন স্থলগত বায়ু বিদ্যুৎ কেন্দ্র, কোন সহায়তা নেই | $0.027 to $0.073 | বাজারের তথ্য, Lazard LCOE+ 2024 |
| নতুন জলসীমা বায়ু বিদ্যুৎ কেন্দ্র | $0.074 to $0.139 | বাজারের তথ্য, লাজার্ড 2024 |
| গ্যাস উৎপাদন কেন্দ্র | $0.110 to $0.228 | বাজারের তথ্য, লাজার্ড 2024 |
| একটি ভবনের ছাদের উপর সৌরবিদ্যুৎ, আমাদের বেঞ্চমার্ক | $0.19 কেন্দ্রীয় | Our Fan Wall model; commercial rooftop $0.09 to $0.20 in Lazard, 2026 |
| SkySails KYO 450 কিলোওয়াট, লক্ষ্য | 10 সেন্টের নিচে | নির্মাতা লক্ষ্য, এখনো পরিবেশন করা হয়নি |
| ম্যাকানি এম600 | প্রকাশিত হয়নি | দলটি লিখেছে যে এটি “অস্পষ্ট” যে এই ধরনের একটি সিস্টেম পারম্পরিক টারবাইনগুলোর সাথে প্রতিযোগিতামূলক এলসিওই-এ পৌঁছাতে পারে কিনা। |
ম্যাকানি এর রিপোর্টে একটি বিষয় উল্লেখ করা হয়েছে যে প্রতিটি বায়ুসেনার উড়োজাহাজের জবাব দেয়া উচিত। স্থলভাগে একটি বায়ু বিদ্যুৎ কেন্দ্রের জন্য, টারবাইন নিজেই শক্তির খরচের অর্ধেকেরও কম; রাস্তা, ভিত্তি, কেবল, গ্রিড সংযোগ, ইনস্টলেশন, অপারেশন এবং অর্থায়ন বাকি অংশটি তৈরি করে। বন্দর থেকে এই “সিস্টেমের ভারসাম্য” খরচ মোট খরচের 52% (মাকানি, 2020). তাই 90% টাওয়ার ইস্পাত সংরক্ষণ করেও বিদ্যুতের দাম 90% কমানো যায় না। স্থলভাগে বাতাসের গতি কমাতে $0.03 to $0.07, একটি উড়ন্তের সাথেও তাল মিলিয়ে যেতে হবে টারবাইন এর উচ্চ ব্যবহারযোগ্যতা, তার 25 বছরের ডিজাইন জীবন এবং এর কম রক্ষণাবেক্ষণ। Against our building benchmark of $0.19 per kWh the bar is lower, but kites do not fit on buildings: they need hundreds of metres of clear land or sea.
যেখানে এটা জিততে পারে, এবং যেখানে এটি করতে পারে না
এটি জয়ী হতে পারে:
- দূরবর্তী এবং দ্বীপ গ্রিড যেগুলো আমদানি করা ডিজেলে চলে, প্রায়ই মূল ভূখণ্ডের বিদ্যুতের দামের অনেকগুণ বেশি, যেখানে টারবাইনগুলিকে জাহাজে করে আনা এবং স্থাপন করা কঠিন এবং একটি কন্টেইনারে ভরা গ্রাউন্ড স্টেশন সহজ।
- অস্থায়ী বিদ্যুৎ: নির্মাণ কাজ, বিপর্যয় মোকাবিলা, সামরিক ও গবেষণা ক্যাম্প, অনুষ্ঠান, যেখানে কয়েক মাসের জন্য একটি টারবাইন তৈরি করা সম্ভব হবে না।
- গভীর সমুদ্রদীর্ঘমেয়াদে, যেখানে একটি হালকা উড়ন্ত স্থল স্টেশনের খরচ একটি উড়ন্ত টারবাইন থেকে অনেক কম হতে পারে। এটাই সেই পুরস্কার যা মাকানি আর শেল নরওয়েতে পরীক্ষা করেছে, এবং এখনো প্রমাণিত হয়নি।
- উঁচুতে শক্তিশালী বাতাসের সাথে সাইট কিন্তু হাব উচ্চতায় দুর্বল বাতাসের সাথে সাইটযেমন, ঝুঁকিপূর্ণ এলাকায় উড়তে গেলে যেখানে উড়ন্ত প্যান্টের উচ্চতা সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ।
এটা জিততে পারে না:
- শহরে বা ভবনে। এই ফ্লাইট এনভায়রনমেন্ট শত শত মিটার প্রশস্ত।
- ভাল জায়গায় স্থলভাগের বাতাসের বিরুদ্ধেআজকে। Turbines are mature, bankable and cheap; a new technology has to prove twenty years of reliability before lenders treat it the same way.
- বিমানবন্দর এবং ব্যস্ত আকাশপথের কাছে, অথবা যেখানে উড়োজাহাজের পথের নিচে জমি পরিষ্কার রাখা যায় না.
যা প্রমাণিত, যুক্তিসঙ্গত এবং অনুমানমূলক
পরীক্ষা করা হয়েছে: ক্রসহাওয়ার ফ্লাইটের শক্তির আইন (লয়েড, 1980), যা অনেকগুলো ফ্লাইট টেস্টে নিশ্চিত করা হয়েছে; যে তালযুক্ত ডানা ঘণ্টার পর ঘণ্টা পম্পিং সাইকেল এবং বোর্ডের রোটারে বিদ্যুৎ উৎপাদন করতে পারে; যে এম600 দশ মিনিটে সর্বোচ্চ গড়ে 196 কিলোওয়াট উৎপাদন করে; যে মাটি থেকে উৎপাদিত 100 থেকে 200 কিলোওয়াট সফট কেটে লঞ্চ করা যায়, উড়তে দেওয়া যায় এবং একটি কন্টেইনার আকারের স্টেশন থেকে অবতরণ করা যায়; যে বাতাসের গতি এবং শক্তির ঘনত্ব উচ্চতার সাথে বৃদ্ধি পায়।
সম্ভাব্য: যে কয়েকশ কিলোওয়াটের ভূমি উৎপাদন ব্যবস্থা দূরবর্তী স্থানে উচ্চ ব্যবহারযোগ্যতা অর্জন করতে পারে; যে প্রতি কিলোওয়াট পদার্থের ব্যবহার টারবাইন এর চেয়ে অনেক কম; যে সমুদ্রে ভাসমান উড়ন্ত প্যান্টের জন্য অনেক হালকা প্লাটফর্ম প্রয়োজন হতে পারে; যে একই জায়গায় একটি টারবাইন এর তুলনায় বিমানচালিত সিস্টেম বছরে আরো বেশি ঘণ্টা কার্যকর উৎপাদন করতে পারে কারণ তারা স্থিতিশীল বায়ুতে পৌঁছে যায়।
Speculative: a cost per kWh competitive with onshore wind; megawatt-scale kites; farms of many kites flying close together without interfering; twenty-year lifetimes for kites, tethers and drums; insurance and certification frameworks comparable to those for turbines.
গবেষণার প্রশ্ন খোলো
- কতটা বিশ্বাসযোগ্য হতে পারে সম্পূর্ণ স্বয়ংক্রিয়ভাবে উৎক্ষেপণ ও অবতরণ হাজার হাজার ঘণ্টা ধরে ঝড়ের সময়ে পরিমাপ করা?
- কি হচ্ছে বাস্তব বার্ষিক শক্তি উৎপাদন একটি পরিচিত জায়গায় একক শক্তির উৎপাদন, স্বাধীনভাবে পুরো বছর ধরে মাপা হয়েছে, এবং এর তুলনা কিভাবে করা যায় তার পাশে অবস্থিত টারবাইনটির সাথে?
- কতক্ষণ লাগবে টেথর এবং কাপড়ের উড়ন্ত পতাকা সায়কেল লোডিং এবং অতিবেগুনী আলোর অধীনে কতক্ষণ টিকে থাকে, আর ব্যর্থতার আগে কিভাবে ব্যবহারের পর সনাক্ত করা যায়?
- উড়ন্ত পতাকার কতটা কাছাকাছি যেতে পারে একটি ফার্মে স্থানান্তরিত, এবং তারা একে অপরের পিছনে কতটা হারায়?
- কি বিমানবন্দর ঝুলন্ত ডানার জন্য এটা কি বুদ্ধিমানের কাজ, এবং কীভাবে উড়োজাহাজে উড়ন্ত পতাকার আলো ও অবস্থান সনাক্ত করা যায়?
- পতাকার কি কাজ পাখি এবং ব্যাটম্যান? এখানে প্রায় কোন ক্ষেত্রগত তথ্য নেই, এবং ধীর গতির নরম উড়ন্ত পতাকার জন্য উত্তর ভিন্ন হতে পারে এবং দ্রুত গতির কঠিন ডানা।
- আপনি জলসীমা অতিক্রম করে চলাচলকারী স্থল স্টেশন ঝড়ের সময় বেঁচে থাকতে পারবো, এমন খরচে যেটা ভাসমান টারবাইনকে হারিয়ে দেবে?
কাজের প্রটোটাইপের জন্য কি প্রয়োজন
ছোট একটি দলের জন্য ভালো খবর হচ্ছে যে, পাম্পিং কয়েতকে সামান্য পরিমাণে পরীক্ষা করা যেতে পারে এবং পদার্থবিজ্ঞান ভবিষ্যদ্বাণীযোগ্যভাবে ডানার এলাকার সাথে স্কেল করে।
| পর্যায় | কাজ | সিদ্ধান্ত গ্রহণের ক্ষমতা | রুট | সময় |
|---|---|---|---|---|
| 0. ডেস্ক স্টাডি | লয়েড এবং টার্গেট সাইটের জন্য সায়কেল মডেল, উন্মুক্ত সরঞ্জাম এবং মাকানি প্রকাশিত কোড ব্যবহার করে; লাইডার প্রচারণা বা পুনঃ বিশ্লেষণ থেকে 100 থেকে 500 মিটার দূরে বায়ুর তথ্য | সাইটের বাতাসের উচ্চতা কি এর মূল্যবান? | $10k to $30k | 2 থেকে 3 মাস |
| 1. ফোর্স টেস্ট | একটি 10 থেকে 20 বর্গমিটার বৃত্তাকার উড়ন্ত বস্তু যা লোড সেল-এর সাহায্যে টেথর এবং উইঞ্চের উপর স্থাপন করা হয়েছে, যাকে হাত দিয়ে এবং তারপর অটোপাইলট ব্যবহার করে উড়ানো হয় | Loyd এর বিরুদ্ধে tether শক্তি এবং ক্ষমতা বক্ররেখা পরিমাপ করা হয়েছে | $30k to $80k | 6 মাস |
| 2. কর্মসূচির মডেল | 10 থেকে 30 কিলোওয়াট গ্রাউন্ড স্টেশন: ড্রাম, মোটর-জেনারেটর, পাওয়ার ইলেকট্রনিক্স, অটোপাইলট; প্রতিটি সাইকেল এর জন্য শক্তির প্রবেশ ও প্রস্থানের তথ্য সংরক্ষণ করা হয় | প্রতিদিন নেট কিলোওয়াট ঘণ্টা পরিমাপ এবং পাইলট ছাড়া স্বয়ংক্রিয় সাইকেল | $150k to $400 কে. বি. | 12 মাস |
| 3. Pilot | একটি দূরবর্তী বা অস্থায়ী স্থানে 100 কিলোওয়াট-শ্রেণির ইউনিট, এক বছরের জন্য মেট্রিক আউটপুট এবং উপলব্ধতা, বন্যপ্রাণী পর্যবেক্ষণের সাথে | প্রতি কিলোওয়াট ঘণ্টায় প্রকৃত বার্ষিক উৎপাদন, রক্ষণাবেক্ষণের খরচ | $1M to $3 মিটার | 18 থেকে 24 মাস |
A working model, for this page, means phase 2: a ground station that runs complete pumping cycles and puts metered net energy into a battery or the grid, with every cycle logged. একটা দড়িতে ঝুলে থাকা একটি উড়ন্ত কাঁকড়া এখনো কোন বিদ্যুৎকেন্দ্র নয়।
আমাদের কে দরকার
- ফ্লাইট-কন্ট্রোল ইঞ্জিনিয়ার স্বয়ংক্রিয় ড্রোন বা উড়ন্ত পতাকা নিয়ে অভিজ্ঞতা আছে: উড়ান, অবতরণ এবং সমস্যা সমাধান করাই বেশিরভাগ কাজ।
- বায়ুগতির বিজ্ঞানী তিথির টান এবং নমনীয় কাঠামো সহ উড়ন্ত ও উড়ন্ত ডিজাইন।
- পাওয়ার-ইলেকট্রনিক্স এবং ড্রাইভ প্রকৌশলী উইঞ্চ মোটর-জেনারেটর, রিল ইন ফ্যাজ এবং গ্রিড সংযোগের জন্য শক্তি সংরক্ষণ।
- পদার্থ প্রকৌশলী টেথর, কাপড় আর ক্লান্তি পরীক্ষার জন্য।
- আবহাওয়াবিদ 50 থেকে 600 মিটার পর্যন্ত বাতাসের গতি পরিমাপ করার জন্য লাইডার ব্যবহার করা হয়েছে।
- বিমান পরিবহন নিয়ন্ত্রণ বিশেষজ্ঞ বিমান চলাচলের অনুমতি এবং বিমানবন্দর সংরক্ষণ নিশ্চিত করতে।
- পরিবেশবিদ পাখি ও ব্যাট পর্যবেক্ষণের জন্য ডিজাইন করা হয়েছে।
- একটি হোস্ট সাইট: একটি দ্বীপ, দূরবর্তী একটি সম্প্রদায়, একটি খনি বা একটি বড় চাষের জমি যেখানে খোলা জায়গা আছে এবং প্রতিবেশীরা সাহায্য করে।
তোমার কাছে ভালো আইডিয়া আছে?
ফাউন্ডেশনের কিছু সদস্যের সাথে যোগাযোগ থাকতে পারে যারা শক্তিশালী শক্তির ধারণা সম্পর্কে শুনতে পারেন। একটি আইডিয়াকে প্রচার করতে হলে, কাজ, বাস্তব জীবনের মডেল যে আসলে শক্তি উৎপাদন, যার আউটপুট একটি যন্ত্রের মাধ্যমে পরিমাপ করা হয়, দাবি করা হয়নি। একটি শক্তির কাতারের জন্য যার মানে হল একটি স্থল স্টেশন যা নিজের পম্পিং সাইকেল সম্পূর্ণ করে এবং নেট এনার্জি এটি সরবরাহ করে। কাগজের ধারণাগুলোও স্বাগতম: যদি পদার্থবিজ্ঞান এবং সংখ্যার বিষয়টি দৃঢ় হয়, তাহলে আমরা সেগুলো এখানে ওয়েবসাইটে প্রকাশ করতে পারি। কিন্তু কোন কাজের মডেল ছাড়া মূলধন সংগ্রহ করা খুব কঠিন, আর এখানে অর্থায়নের, আয়ের বা পরিচয় করিয়ে দেয়ার কোন প্রতিশ্রুতি নেই।
আপনার ধারণা অথবা আপনার ফ্লাইট তথ্য অংশগ্রহণ ফর্ম এর মাধ্যমে পাঠান: সমস্যাটি সমাধান করা, পদার্থবিজ্ঞানের পরীক্ষা, পরিমাপকৃত বা অনুমানকৃত উৎপাদন, প্রতি কিলোওয়াটের জন্য একটি আনুমানিক খরচ এবং সস্তাতম পরীক্ষা যা এটিকে ভুল প্রমাণ করতে পারে। অন্যান্য দিক সম্পর্কে জানতে, দেখুন শক্তি বিকল্প তুলনা এবং আমাদের নিজস্ব উন্মুক্ত ফ্যান ওয়াল গবেষণা।
উৎস
- লয়েড, এমএল। (1980). ক্রসউইন্ড কাইট পাওয়ার (বড় আকারের বায়ু শক্তি উৎপাদনের জন্য)। জর্নাল অব এনার্জি 4(3), 106-111.
- Makani Technologies (সেপ্টেম্বর 2020)। এনার্জি কাইট, প্রথম অংশ: ফ্লাইট টেস্টের পরিসংখ্যান, এম600 এর কার্যকারিতা কমে যাওয়া, এফসিডব্লিউ-01 জলদস্যু বিমান এবং শক্তির খরচ বিশ্লেষণ। অংশ II এবং III।
- এক্স, মুনশট ফ্যাক্টরি। ম্যাকানিএম600, এনার্জি কাইট কালেক্টর এবং 2020 সালে বন্ধ হয়ে যাওয়া।
- এছাড়াও, তিনি দ্য টাইমস অব ইন্ডিয়া, দ্যা গার্ডিয়ান, দি ইকোনমিস্ট, দ্যা ডেইলি স্টার, দ্যা নিউ ইয়র্ক টাইমস, দ্যা ওয়াল স্ট্রিট জার্নাল এবং দ্যা টাইমস-এর সম্পাদক ছিলেন। (2021). এছাড়াও, বিমানের গতি নিয়ন্ত্রণে ব্যবহার করা হয় আধুনিক প্রযুক্তি এবং বিমানের গতি নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থার উন্নয়ন। কন্ট্রোলের বার্ষিক পর্যালোচনা 52, 330-357।
- এছাড়াও, তিনি আরো লিখেছেন: (2015). এয়ারবর্ন বায়ু শক্তি সিস্টেম: প্রযুক্তির একটি পর্যালোচনা। পুনর্নবীকরণযোগ্য এবং স্থায়ী শক্তি পর্যালোচনা 51, 1461-1476.
- আর্চার, সিএল এবং ক্যালডেরা, কে। (2009). উচ্চভূমিতে বায়ু শক্তির বৈশ্বিক মূল্যায়ন। Energies 2(2), 307-319.
- মিলার, এলএম, গান্স, এফ এবং ক্লাইডন, এ। (2011). জেট স্ট্রিম বায়ু শক্তি একটি পুনর্নবীকরণযোগ্য জ্বালানি উৎস: সামান্য শক্তি, বড় প্রভাব। Earth System Dynamics2, 201-212।
- স্কাইসেলস পাওয়ার। নিউজ, যার মধ্যে আছে স্কাইপাওয়ার100 ক্লিকসবুলে (2022), মৌরিতানিয়া (2023) এবং তাইওয়ান (2025); ভেনিয়ো (পিএন-14) তথ্য।
- কাইটপাওয়ার। প্রযুক্তি এবং ফ্যালকন সিস্টেম তথ্য।
- কায়েটমিল. কম্পানির ওয়েবসাইট।
- অ্যাম্পিক্স শক্তি: কোম্পানির ইতিহাস এবং দেউলিয়াত্ব, 2022.
- Lazard (জুন 2024)। শক্তির স্তরযুক্ত খরচ+, সংস্করণ 17: উপকূলীয় বায়ু $27 to $প্রতি মেগাওয়াট ঘণ্টায় 73, জলজ বায়ু $74 to $139, গ্যাসের উর্ধ্বগতি $110 to $228. 2026 সালের জুন মাসের সংখ্যায় বাণিজ্যিকভাবে ছাদের ওপর সৌরশক্তি ব্যবহারের পরিমাণ তুলে ধরা হয়েছে।
- Local Solar System ফাউন্ডেশন। The Fan Wall: open wind research, for the rooftop solar benchmark of $0.19 per kWh.