ફેન વોલ

તમે જોયેલું દરેક પવન ટર્બાઇન એક જ તર્કનું પાલન કરે છે: એક રોટર શક્ય તેટલું મોટું, શક્ય તેટલું ઊંચું. તે બહુ જ સારી રીતે કામ કરે છે, પરંતુ તેને ક્રેનની જરૂર પડે છે, ખુલ્લી જમીન અને વર્ષો સુધી પરવાનગીઓ લેવી પડે છે. અમારો પ્રશ્ન વિપરીત છે. શું શહેરો જે જગ્યાએ છે ત્યાં ઘણાં નાના રોટર લગાવીને એવી કિંમતે વીજળી બનાવી શકાય કે જેનો અર્થ થાય? ફેન વોલનો વિચાર પહેલીવાર Local Solar System ફાઉન્ડેશનમાં વર્ષ 2020માં પ્રસ્તુત કરવામાં આવ્યો હતો; આ પાનું તેનું ખુલ્લું, અપડેટ મોડેલ છે.

આ પાનું એવા લોકો માટે લખાયેલ છે જે વિચારને નાણાં, નિર્માણ અથવા ચકાસણી કરી શકે. આ જાણીજોઈને વેચાણનો પુસ્તક નથી. અમે અમારી પહેલી ડિઝાઇન માટે નંબરો ચલાવ્યા, શોધ્યું કે તે ક્યાં નિષ્ફળ જાય છે, તેને ફરીથી ડિઝાઇન કર્યું અને પછી નંબરો ફરી ચલાવ્યા. ટૂંકી વાર્તા: આંગણામાં કોમ્પ્યુટરના પંખાની દીવાલ કામ કરી શકતી નથી, વીજળી ઉત્પન્ન કરવા માટે છત પર મોટા રોટરોનો ખંડ બનાવી શકાય છે અને તે સોલાર પેનલોને કિંમતમાં હરાવી શકશે નહીં, જોકે આપણે કેટલીક વસ્તુઓનું પરીક્ષણ કરીએ તો સારું પરિણામ આવશે. નીચે આપેલ દરેક આંકડો અમારા ઓપન મોડેલમાંથી આવે છે (કોડ, ડેટા).

આવૃત્તિ 1, અને તે કામ નથી કરતુ કેમ

પહેલો વિચાર 40 મીટર લાંબો અને 15 માળનો એક બિલ્ડિંગ ફૅસેટ હતો, જેને લગભગ 120 મિલીમીટરના 110,000 પવનચક્કીઓથી આવરી લેવામાં આવ્યું હતું, જેમાંથી દરેક પાછળ ચાલે છે, જેથી તેની મોટર એક જન્‍ટ્રેશન બને છે. આ એક સુંદર ચિત્ર છે. તે ત્રણ કારણોસર નિષ્ફળ જાય છે, મહત્ત્વની ક્રમમાં.

1. બંધ દીવાલમાંથી હવા પસાર થઈ શકતી નથી. ટર્બાઇન એનાથી પસાર થતી હવામાંથી ઊર્જાનો ઉપયોગ કરે છે. જો મજબૂત બાંધકામ હોય તો પવન અટકે છે (ઇજનેર તેને સ્ટેગનેસ કહે છે) અને ઉપર, નીચે અને બાજુઓ તરફ સરકી જાય છે. જો દરેક પવનચક્કી પાછળ 30 સે.મી.ની જગ્યા હોય, બાજુઓ અને ઉપર ખુલ્લી હોય તો પણ સતતતા એક કઠિન સીમા નક્કી કરે છે: 1800 ચોરસ મીટરના પવનચક્કીઓમાં પ્રવેશતી બધી હવાને અંદાજે 39 ચોરસ મીટરની જગ્યામાંથી બહાર નીકળવું પડશે, જેથી તે પવનની ઝડપના 2.2% કરતા વધુ ઝડપે પવનચક્કીઓમાંથી પસાર થઈ શકે. ઊર્જા ઝડપની ક્યુબ સાથે જાય છે, એટલે દીવાલ એ જ પંખા જેટલી 0.01% ની અંદર રહેશે જે મુક્ત રીતે ઉભા રહેતા હોત. વાસ્તવિક વીજળીયુક્ત ક્લેડીંગની પાછળના માપન સંમત થાય છે:5મીટર / સે સુધીના પવનમાં કેવિટી એરફ્લોનો 0.2 થી 0.6 મીટર / સે (Salonvaara et al., 2007). તેને જોવા માટે ઉપરના 3D મોડેલને આવૃત્તિ 1 પર બદલો: પવનની રેખાઓ દીવાલ પર અટકે છે અને દૂર સરકાવે છે.

2. નાના ટુકડા ખરાબ રીતે કામ કરે છે. એક 120 મિમી ફેન બ્લેડની કોર્ડ લગભગ2સે.મી.ની હોય છે. તેની આસપાસની હવા 10,000 ની નજીકના રેનોલ્ડ્સ સંખ્યામાં ખસેડે છે, એક શાસન જ્યાં પંજા તેમના લિવ-ટુ-ડ્રાગ અનુપાતને ગુમાવે છે: સરળ એરફોઇલ્સ “માપદંડના આદેશથી વધુ” 70,000 (લિસામેન, 1983) ના મહત્વપૂર્ણ રેનોલ્ડ્સ સંખ્યાથી ઉપર સુધારે છે. સેન્ટીમીટર-સ્કેલ ટર્બિનનો પાવર ગુણોત્તર લગભગ 9% સુધી પહોંચે છે (Howey, Bansal and Holmes, 2011); એક 10 સે.મી. કમ્પ્યુટર-ફેન રોટર જે ટર્બિન તરીકે વપરાય છે તે 5 m/s પર 28 mW પૂરું પાડે છે, જે આપણા ગણિત દ્વારા પવનની શક્તિના લગભગ 4% છે (Federspiel and Chen, 2003). કમ્પ્યુટરના પંખા હવાને ધકેલી દે છે, એથી ધકેલી લેવામાં આવતા નથી.

3. હજારો નાનાં-નાનાં જનરેટર જેટલું ઓછું ઉત્પાદન કરે છે તે બધું જ વેડફી નાખે છે. થોડાં વોલ્ટમાં વાટનો એક અણુ પૂરો પાડતી ફેન મોટર માત્ર ડાયોડ રિક્ટિફાયરમાં 10થી 40 ટકા સુધીનું નુકસાન કરી શકે છે. ફેનથી ગ્રીડ સુધીની સંપૂર્ણ શ્રેણી માટે અમારો કેન્દ્રીય અંદાજ 54 ટકા છે.

જો આપણે પ્રથમ કારણને સંપૂર્ણપણે અવગણીએ (ફ્રેશ-સ્ટેન્ડિંગ વોલ ઓફ ફેન), તો 1 વર્ઝનની કિંમત લગભગ $4.20 per kWh on a windy coast and $18 in a city હશે, જે છત પરના સોલારથી વીસથી સત્તર ગણો વધુ છે.

ભૌતિકશાસ્ત્ર જે મર્યાદાઓને સુયોજિત કરે છે

વિસ્તાર A માંથી પવન દ્વારા લઇ જવામાં આવતી શક્તિ P = ½ ρ A v³ છે, જે હવાનું ઘનત્વ ρ = 1.225 kg/m³ ધરાવે છે. 6 મીટર પ્રતિ સેકન્ડની ઝડપે એક ચોરસ મીટરમાં 132 વોટ, 12 મીટર પ્રતિ સેકન્ડની ઝડપે 1058 વોટનું વિદ્યુત ઉત્પન્ન થાય છે. એક વર્ષમાં સરેરાશ, 4m/sની ગતિવાળા પવન સાથે શહેરની છત આશરે 75 W પ્રતિ ચોરસ મીટર; એક પ્રકાશિત દરિયાકિનારો 6.5 m/s પર 321 W પ્રતિ ચોરસ મીટર.

Betz limit. કોઈપણ ખુલ્લુ રોટર તેના વિસ્તારમાંથી વહેતી શક્તિની 16/27 ≈ 59.3% થી વધારે મેળવી શકતુ નથી, કારણકે હવાએ માર્ગમાંથી બહાર જતા રહેવુ જોઇએ.

બીજો રોટર શું ઉમેરી શકે છે. શ્રેણીમાં બે રોટરો (જેટ એન્જિનના તબક્કાઓ જેવા) એક રોટરના વિસ્તાર દ્વારા ઊર્જાનું 16/25 = 64% અને અનંત માત્ર 2/3 સુધી પહોંચી શકે છે (Newman, 1986). એક જેટ એન્જિન સ્ટેપ સ્ટેક કરે છે કારણ કે તે ઊર્જાનું બળતણ સળગાવવાથી મોટી દબાણ તફાવત સાથે સીમિત કેન્દ્રમાંથી હવાને ધકેલે છે. મુક્ત પવનમાં આવું દબાણ નથી હોતું: દરેક વધારાનું સ્તર હવાને વધુ ધીમી બનાવે છે, અને ધીમી હવા ઉપકરણની આસપાસ ફેલાય છે. વિરોધી-વિચલિત પવન રોટરના માપેલા લાભ0થી 60% સુધીના છે, પરંતુ સારી રીતે નિયંત્રિત તાજેતરની તપાસો 2થી 10% (Adema et al., 2026 સમીક્ષા) પર ક્લસ્ટર કરે છે.

સ્ટેટર વેન્સ શું ઉમેરી શકે છે. રોટર હવાને વીંટળાઈ જવા દે છે અને વીંટળાઈને ઊર્જા ગુમાવે છે. નાના રોટરના નીચા ટોપ-સ્પીડ અનુપાતમાં નુકસાન મોટું છે: આદર્શ ગ્લાઉર્ટ રોટર 0.42 સુધી પહોંચે છે જ્યારે 1, 0.51 અને 2 પર 0.57 5 પર ટોપ-સ્પીડ અનુપાત. રોટરની પાછળ સ્થિર વેન્સ તેનો ભાગ પુનઃપ્રાપ્ત કરી શકે છે. કોઈએ પવન ટર્બાઇન પર આ માપ્યું નથી; વિમાનના પ્રોપેલરો પર આવી વેન્સ 2થી 5% આપી હતી (Li et al., 2017).

કૂવાડક શું ઉમેરી શકે છે. ફ્લેટ બ્રીમ સાથેનો કુવાડક (ક્યુશુ યુનિવર્સિટીના “પવન લેન્સ”) રોટરની પાછળનું દબાણ ઘટાડે છે અને તેના દ્વારા વધુ હવા ખેંચે છે. પવન-ટનલ પરીક્ષણોમાં એક કોમ્પેક્ટ બ્રીમ્ડ ડિફ્યુઝરે રોટર વિસ્તાર સાથે સંબંધિત 0.7 અને 0.88 વચ્ચેના ખોટા રોટર માટે પાવર કોઇન્ટ્રેક્ટને 0.37 થી વધારીને માત્ર 0.48 થી 0.54 સુધી સમગ્ર બ્રીમ સાથે સંબંધિત (ઓહિયા અને કરાસુદાની, 2010) કરી દીધો હતો. આ જ તો ગેરસમજ છે: ફ્રન્ટલ વિસ્તારના પ્રતિ ચોરસ મીટર, ડ્યુકટ્સે ક્યારેય બેટ્ઝ સીમાને હરાવી નથી, “પ્રયોગમાં3થી વધુ પાવર એગ્યુમેન્ટેશન ફેક્ટર્સ ક્યારેય પ્રાપ્ત થયા નથી”, અને ડ્યુકટેડ ટર્બિનોને “50 વર્ષથી વધુનો સમયગાળો” થયો છે. અત્યાર સુધી કોઈપણ વ્યાવસાયિક સફળતા વિના” (van Bussel, 2007). સૌથી મોંઘો તાજેતરનો પ્રયાસ, ફલોડિઝાઇન/ઓગિન, છ મહિનામાં તેના ટર્બાઇન દૂર કર્યા અને 2017માં તેને બંધ કરવામાં આવ્યું હતું (Gipe, 2017).

રેનોલ્ડ્સ સંખ્યાને કારણે માપ મહત્વનું છે. અમે દરેક માપ પર બ્લેડ-ઇલેમેન્ટ મોમેન્ટમ મોડેલ સાથે શ્રેષ્ઠ શક્ય રોટરની ગણતરી કરી (વેક ભ્રમણ, ટીપ અને હબ નુકસાન સાથે ગ્લોયર્ટનું શ્રેષ્ઠ, અને રેનોલ્ડ્સ સંખ્યા સાથે પડતો લિવિંગ-ટુ-ડ્રેગ દર, માપાયેલ ઓછા-રેનોલ્ડ્સ એરફોઈલ્સ જેવા કે સેલિગના SG6043):

રોટર વ્યાસ	બ્લેડ્સ, ટીપ-ગતિ અનુપાત	રેનોલ્ડ્સ સંખ્યા (75% ત્રિજ્યા)	શ્રેષ્ઠ ડિઝાઇન Cp
4 સેમી	8, 1.25	4,500	0.23
12 સેમી (કમ્પ્યુટર ફેન)	8, 1.5	12,000	0.29
25 સેમી	8, 2.0	20,000	0.36
50 cm (વધારેલ મોડ્યુલ)	6 થી 7, 2.5	43,000	0.39 થી 0.40
1 મીટર	6, 3.0	74,000	0.42
7 મીટર (નાના ટર્બિન)	8, 4.5	265,000	0.49

આ ક્ષેત્રમાં વાસ્તવિક નુકસાન કરતાં પહેલાં હેતુ માટે બનાવવામાં આવેલા બ્લેડ્સ માટેની સીમા છે. ચકાસણી તરીકે, 39 સેમીના એક હેતુ માટે ડિઝાઇન કરેલા પોર્ટેબલ ટર્બાઇનનું માપન 0.32 છે, જ્યાં અમારું મોડેલ આ માપ માટે લગભગ 0.39 આપે છે (કિશોર, કૌડ્રોન અને પ્રિયા, 2013): તેથી અમે એવી માન્યતા રાખીએ છીએ કે પ્રથમ હાર્ડવેર ડિઝાઇન મૂલ્યના 65થી 90 ટકા સુધી પહોંચે છે અને સેન્ટીમીટર રોટર્સ માટે ઘણું ઓછું છે, જ્યાં લેમિનાર વિભાજન પ્રભુત્વ ધરાવે છે.

પવન દિશા. ચોક્કસ મોડ્યુલ ફક્ત તેમાં ફેંકાયેલ પવનનો ભાગ જ વાપરે છે. ઊર્જા ખુલ્લા રોટરો માટે અને ડ્યુકટ્સ માટે વધુ નમ્રતાથી ખૂણાના ક્યુબ સાથે લગભગ ઘટે છે (Tamaro et al., 2024; Richmond-Navarro et al., 2022). મધ્યમ પ્રબળ પવન સાથે, તેને સામનો કરતો મોડ્યુલ હંમેશા-રેખાંકિત રોટરને મળતી ઊર્જાનું 47% રાખે છે. આવૃત્તિ 1 એ 100% ને માન્ય રાખ્યું.

સુધારેલ ડિઝાઇન: પવન તરફની છતની બાજુ પર મુખડું

ઉપરની બધી બાબતોને ધ્યાનમાં લો અને ડિઝાઇન લગભગ પોતાને જ લખે છે: મોટા રોટર જ્યાં રેનોલ્ડ્સ નંબર વધુ સારો હોય, ડાકટર્સમાં જે તેમને સુરક્ષિત કરે છે અને ઝડપી બનાવે છે, જ્યાં હવા પસાર થઈ શકે ત્યાં મુક્તપણે ઉભા રહેવું, બિલ્ડિંગ પર જ્યાં પ્રવાહ સૌથી મજબૂત હોય ત્યાં હવાને સામનો કરવો. આ જગ્યા છે છતની બાજુ. પૂર્વભૂમિકાને અડતી હવા વધે છે અને બાજુ પર ફેરવાય છે; ઉપરની દિશામાં પવન ચલાવતી છતની બાજુથી પવનની ઝડપ 1.06 થી 1.25 ગણી હોય છે, પરંતુ જ્યારે બાજુ નીચેની દિશામાં પવન ચલાવતો હોય ત્યારે ફક્ત 0.38 ગણી થાય છે (Mertens, 2006).

દરેક મોડ્યુલ 725 મિલીમીટર ચોરસ છે: એક કોમ્પેક્ટ વિન્ડ-લેન્સ ડેકમાં 0.5 મીટર સત્તર-બ્લેડ રોટર, પાંચ સ્ટેટર વેન જે થોડા સ્વીર્લને પુનઃપ્રાપ્તિ કરે છે અને 50થી 300 વોટના જન્મજાત ઉત્પાદકને લઈ જાય છે, સ્ટેઈનલેસ સ્ટીલ ગાર્ડ મેશ અને મહત્તમ પાવર પોઈન્ટ ટ્રેકિંગ સાથે એક સીલ્ડ પાવર બોર્ડ. બે હરોળો 1.45 મીટરની ઉંચાઈ ધરાવતા સ્ટીલ રેલ પરના ક્રાઉનને પારાપેટમાં જોડે છે. એક વ્યક્તિ મોડ્યુલને બહાર કાઢી શકે છે અને તેને બદલી શકે છે.

પ્લેટ્સને અંદાજિત નથી. આ મોડેલ તેમને રીનોલ્ડ્સ નંબર માટે ડિઝાઇન કરે છે જે તેઓ ખરેખર જોશે,6મીટર / સે. પર લગભગ 45,000: કોર્ડ 62 મિમી મૂળની નજીક ટોપ પર 36 મિમી સુધી ટેપિંગ, 38 ° થી 10 ° સુધી ટ્વીસ્ટ, ડિઝાઇન ટીપ-સ્પીડ રેશિયો 2.5. 6 m/s પર રોટર લગભગ 700 rpm પર ફરે છે; તેની ટોપ્સ 10 m/s પવનમાં લગભગ 30 m/s પર ખસેડે છે, જે મોટા ટર્બાઇનની ટોપ્સના 79 m/s ના અડધા કરતા ઓછા છે.

સાચા અંક

એક ચોરસ મીટરના ફ્રન્ટલ એરિયાની સરખામણી કરવાનો યોગ્ય રસ્તો છે: એક ફૅસડેડ, એક છતનો ખંડ અને એક હાઈવેનું બાંધકામ બધાં એક જ વસ્તુ માટે સ્પર્ધા કરે છે, પવનને સામનો કરતી સપાટી. કેન્દ્રીય કિંમતો, મોડેલ માહિતી માં સંપૂર્ણ નકારાત્મક-થી-આશાવાદી સીમા સાથે. ઊર્જાનાં પાસાંમાં પવનની દિશા, અસ્થિરતા (5થી 15 ટકા નુકસાન) અને ઉપલબ્ધતા (92થી 97 ટકા) સામેલ છે. ઊર્જાનો ખર્ચ: 20 વર્ષ માટે 7% વાસ્તવિક ડિસ્કાઉન્ટ દર, વર્ષે રોકાણના2થી5ટકાનું જાળવણી ખર્ચ.

ડિઝાઇન	પૂર્વીય વિસ્તાર પર Cp	kWh પ્રતિ m² પ્રતિ વર્ષ, પવનવાળી જગ્યા / શહેર	ક્ષમતા ઘટક, પવન / શહેર	પ્રતિ m² સ્થાપિત ખર્ચ	કિલોવોટ-કલાક દીઠ ખર્ચ, પવનવાળા / શહેર	સરળ પેઇબૅક 0.19 ડોલર/kWh
A. આવૃત્તિ 1, સ્ટોક 120 મિમી પવન (મુક્ત-ઊભી)	0.045	23 / 5	5.2% / 1.2%	$765	$4.21 / $18.0	કદી નહિં
A2. વૈવિધ્યપૂર્ણ 120 મિમી રોટોર્સ	0.089	45 / 11	5.2% / 1.2%	$805	$2.23 / $9.45	કદી નહિં
B0. 0.5 m ખૂલેલા રોટરો, ક્રાઉન	0.148	125 / 34	9.3% / 2.5%	$1,192	$1.19 / $4.37	કદી નહિં
બ. સુધારેલ: 0.5 m ડ્યુક્ડ, સ્ટેટર, ક્રાઉન	0.164	159 / 43	10.7% / 2.9%	$1,074	$0.84 / $3.10	ક્યારેય નહિ (સર્વશ્રેષ્ઠ કિસ્સો: 4.5 વર્ષ પવનદાર)
B2. As B plus એક વિરોધી-ઘૂમતું રોટર	0.174	168 / 46	10.7% / 2.9%	$1,245	$0.92 / $3.40	કદી નહિં
B3. B એક સ્વતંત્ર-ઊભી રહેતી બારી તરીકે	0.164	128 / 32	8.6% / 2.2%	$944	$0.92 / $3.66	કદી નહિં
છત પર સોલર, એક જ બિલ્ડિંગ		225	12%	$410	$0.19	10.6 વર્ષો
દક્ષિણ દિશામાં સોલાર		139	7.6%	$630	$0.47	31 વર્ષ
10 કિલોવોટ ટર્બિન,7મીટર રોટર 18થી 30 મીટરના માસ્ટ પર	રોટર પર 0.35	31,600 / 10,300 kWh પ્રતિ ટર્બિન	36% / 12%	$8,910 પ્રતિ kW	$0.35 / $1.08	27 વર્ષ પવનવાળા

કોષ્ટક શું કહે છે:

• ડ્યુક તેની જગ્યા મેળવે છે, ફક્ત. પ્રતિ પૂર્વીય m², ડ્યુક મોડ્યુલો (B) ખુલ્લામાં (B0) એવા જ રોટરોથી લગભગ 10 થી 30% સુધી બચાવે છે, મુખ્યત્વે કારણ કે તેઓ પવન દિશાને વધુ સારી રીતે સહન કરે છે. તેઓ એક ગાર્ડ, એક શાંત ટોપ અને સ્ટેટર માટેની જગ્યા પણ આપે છે.
• બીજા રોટરનો ખર્ચ થતો નથી. તે 16% વધુ ખર્ચ માટે લગભગ 6% ઊર્જા ઉમેરે છે. જેટ એન્જિન-શૈલીનું બહુસ્તરીય પવન મોડ્યુલ ભૌતિકશાસ્ત્રથી મર્યાદિત છે, આકાંક્ષાથી નહીં.
• માત્ર વિન્ડવોર્ડ મોડ્યુલો જ ચૂકવે છે. છતની આસપાસના સ્તંભો વાયુમંડળ તરફની બાજુની સરખામણીમાં માત્ર 55% જ મોડ્યુલ પર મેળવે છે, કારણ કે અન્ય બાજુઓ મોટાભાગના સમયે હવામાનથી દૂર રહે છે. અમારી સંદર્ભ બિલ્ડિંગ (40 × 20 મીટર, 45 મીટર ઉંચી) પર સૂચક ક્રાઉન ફક્ત પવન તરફની બાજુ છે: 60 m², લગભગ $64,000, હવામાનમાં 9,500 kWh એક વર્ષ માટે, શહેરમાં 2,600. આ જ રકમથી છત પર સોલાર પેનલ્સ ખરીદી શકાય છે જે લગભગ 155 m² છે અને તેમાંથી દર વર્ષે લગભગ 35,000 kWh ઉત્પન્ન થાય છે.
• શહેરોમાં તે સ્પર્ધા કરી શકતું નથી. બિલ્ડિંગ-માઉન્ટેડ માઇક્રો પવનનો ખરાબ રેકોર્ડ છે: વોરવિક વિન્ડ ટ્રાયલમાં 26 ટર્બિનનો સરેરાશ ક્ષમતા ગુણોત્તર 0.85% હતો (એન્ક્રાફ્ટ, 2009), અને લંડનના ત્રણ ટર્બાઇન સ્ટ્રાટા ટાવર ઊંઘની ગોળીઓ અને દવાઓનો ઉપયોગ કરવો.

ક્ષેત્રફળના હિસાબે અમેરિકાના નાના પવન જહાજોની સરેરાશ ક્ષમતા 14થી 16 ટકા હતી અને $6,680 to $વર્ષ 2024 અને 2025માં સ્થાપિત પ્રતિ કિલોવોટ 9,630 (PNNL વહેંચાયેલ પવન અહેવાલો). અમારી ક્રાઉન એરક્રાફ્ટની કિંમત આશરે 6300 ડોલર પ્રતિ કિલોવોટ રેટિંગ સાથે સમાન શ્રેણીમાં છે, જેનો અર્થ થાય છે કે ખર્ચના અંદાજ ફેશન નથી.

શું સાબિત છે, શક્ય અને કલ્પનાત્મક

પ્રમાણિત (શીર્ષકપત્રિકા અથવા માપાયેલ): પવનમાં શક્તિ અને બેટ્ઝ મર્યાદા; બે રોટર માટે 16/25 સીલિંગ; કે ડ્યુકટ્સ પ્રતિ રોટર વિસ્તારમાં શક્તિ વધારે છે પરંતુ ફ્રન્ટલ વિસ્તાર પર બેટ્ઝથી વધારે નથી; કે રેનોલ્ડ્સના અંક નીચેના નાના બ્લેડ્સ લગભગ 70,000 ની અંદર કાર્યક્ષમતા ગુમાવે છે; કે બંધ દિવાલમાં કોઈ થ્રુ-ફ્લો નથી; કે છતની બાજુઓ ઉતરતા પવનને ઝડપી બનાવે છે; કે શહેરોમાં બિલ્ડીંગ-માઉન્ટેડ માઈક્રો ટર્બિન ખરાબ રીતે કામ કરે છે.

સમર્થિત (આધારભૂત, પરંતુ આ ડિઝાઇન માટે માપવામાં આવ્યું નથી): 0.5 m રોટર જે રેનોલ્ડ્સ 45,000 માટે ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યું છે અને તે કોમ્પેક્ટ બ્રીમ્ડ ડ્યુકટમાં રોટર વિસ્તારમાં 0.3 ની આસપાસ પાવર ગુણક અને 0.55 સુધી પહોંચે છે; રોટરથી ગ્રીડ સુધી 75% ચેનલ કાર્યક્ષમતા 50 થી 300 W જનરેટર અને મોડ્યુલ-સ્તર MPPT સાથે; પ્રથમ પ્રોજેક્ટ માટે પ્રતિ m² $1,000 ની નજીક સ્થાપિત ખર્ચ.

અનુમાનિત (માપવું જ પડશે): કેટલી બાજુઓ એકબીજાને ગુમાવે છે (અમે 10 થી 30% માનીએ છીએ); આપેલ બિલ્ડિંગ પર ક્રોન પર વાસ્તવિક ઝડપ-અપ અને તણાવ; 20 વર્ષના ગતિ, બરફ અને ધૂળની અંદર હજારો બેરીંગ્સનો ટકાઉપણું; બિલ્ડિંગમાં પ્રસારિત થયેલ અવાજ અને ભય; મેશ્ડ ડ્યુકટ સાથે વન્યજીવ વચ્ચેની વાતચીત (મોટા ટર્બિનોને અમેરિકામાં દર વર્ષે અંદાજે 140,000 થી 328,000 પક્ષીઓ મારવામાં આવે છે (લોસ, વિલ અને મરા, 2013); કાચની બિલ્ડિંગો 365 થી 988 મિલિયનને મારી નાખે છે (લોસ એટ અલ., 2014); કોઈ પાસે મેશ્ડ છત-બાજુ મોડ્યુલો માટે માહિતી નથી).

શું સાચું હોવું જોઈએ

6.5 મીટર પ્રતિ સેકન્ડની ઝડપે પવન ફૂંકાતા વિસ્તારમાં ક્રાઉન માટે વીજળીનો ખર્ચ બે બાબતો પર આધારિત છે, જેના પર આપણે કામ કરી શકીએ છીએ: દરેક ચોરસ મીટરના પ્રત્યેક ફ્રન્ટલ એરિયા કેટલી ઊર્જા પૂરી પાડે છે અને તેને સ્થાપિત કરવાનો ખર્ચ શું છે.

પૂર્વીય વિસ્તાર પર Cp	$300 પ્રતિ m²	$500 પ્રતિ m²	$800 પ્રતિ m²	$1,100 પ્રતિ મીટર ચોરસ
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

જ્યાં તે જીતશે અને જ્યાં નહિં

તે જીતી શકે છે:

• પવનવાળી ઊંચી ઇમારતો અને દરિયાકિનારાનાં સ્થળો, સૌર માટે પૂરક તરીકે: છતની બાજુએ પવન રાતે, શિયાળામાં અને તોફાનોમાં ટોચ પર પહોંચે છે, જ્યારે સોલાર પેનલો થોડું ઉત્પાદન કરે છે.
• છત પહેલાથી જ ભરેલ છે અથવા પડછાયાવાળી છે. ક્રોન બાજુનો ઉપયોગ કરે છે, છતનો વિસ્તાર નહીં અને પેનલ્સ, પ્લાન્ટ અથવા ટેરેસ સાથે સ્પર્ધા નથી કરતું.
• ઓફ-ગ્રીડ પાવર જ્યાં કેબલ્સ મોંઘા હોય છે: સેન્સર, પ્રકાશ, ટેલિકોમ ઉપકરણો, પુલો, માસ્ટ્સ અને દરિયાકિનારા પરના હવામાન સ્ટેશનો.
• Barriers that already exist: highway and railway noise barriers, sea walls and bridge parapets, where the structure is paid for.
• દ્રષ્ટિ અને શિક્ષણ એક મુખ્‍યમંત્રી જે ફરતો હોય છે તે જાહેર નિવેદન છે, સોલાર પેનલ નથી હોતું; શાળા, સંગ્રહાલય અને ઐતિહાસિક ઇમારતો એને મહત્વ આપે છે.

તે જીતી શકતુ નથી:

• મોટા પ્રમાણમાં વીજળીના સસ્તા સ્ત્રોત તરીકે. મોટા પવન અને સૌર ફાર્મનો ખર્ચ $0.04 to $0.10 પ્રતિ કિલોવોટ-કલાક; કોઈપણ ઇમારત પર આનાથી ઓછું નથી.
• સુરક્ષિત શહેરની સડકો અને ઓછા ઉંચાઈવાળા વિસ્તારોમાંજ્યાં સરેરાશ પવનની ઝડપ છતની ઊંચાઈ પર4થી5મીટર પ્રતિ સેકન્ડની નીચે હોય છે.
• ફૅસાડે પર ફ્લેટ. જોકે રોટર ડિઝાઇન કરેલ છે, બંધ થયેલ દીવાલ પાસે કોઈ થ્રુ-ફ્લો નથી.

વિકાસ રોડમેપ અને તેની કિંમત

ફેઝ	કામ	તે સક્રિય કરે છે	અંદાજિત ખર્ચ	સમય
0. ડિઝાઇન અભ્યાસ	બ્લેડ અને ડ્યુક ડિઝાઇન, એક મોડ્યુલનું CFD અને 3×3 એરેનું CFD, ઇલેક્ટ્રિકલ ટોપોલૉજી, ઉત્પાદક સાથે ખર્ચ મોડેલ	શું એરેમાં 0.2 થી ઉપરના ફ્રન્ટલ વિસ્તારમાં Cp શક્ય છે?	$30k to $60k	3 થી 4 મહિના
1. પવન ટર્બાઇન	ત્રણ રોટરો, ત્રણ ડાકટ્સ, સ્ટેટોર ચાલુ અને બંધ, પછી 3 × 3 એરે; 3 થી 15 m/s, 0 થી 45° સુધીનો ફેરફાર	માપાયેલ Cp, એરે નુકસાન, શરૂઆત-અપ ઝડપ, ઊંઘ	$60k to $120k	4 થી 6 મહિના
2. પ્રોટોટાઇપ મોડ્યુલ	જનરેટર, પાવર બોર્ડ, સીલ કરેલ મોડ્યુલ; પ્રતિકાર, બરફ, વરસાદ અને અવાજ ચકાસણીઓ (IEC 61400-11 પદ્ધતિ)	મોડ્યુલ કાર્યક્ષમતા અને ટકાઉપણું	$50k to $100k	6 મહિના
3. છત ઉપરનું પાયલોટ	10થી 20 મોડ્યુલો પવન તરફની બાજુએ, અલ્ટ્રાસોનિક એનેમોમીટર અથવા લીડર, એક વર્ષની માહિતી, વન્યજીવ કેમેરા	વાસ્તવિક kWh per m², ઉપલબ્ધતા, બિલ્ડિંગમાં અવાજ	$80k to $150k	12 મહિના
4. ઉત્પાદન માર્ગ	સ્ટ્રક્ચરલ અને ફૅસેટ એન્જિનિયરિંગ, આઈઇસી 61400-2 ડિઝાઇન આધાર, યુકે એમસીએસ 006 અથવા અમેરિકા એસીપી 101-1 પ્રમાણપત્ર, ઇલેક્ટ્રિકલ અને ફાયર કમ્પ્લીમેન્ટેશન, વીમા	બિલ્ડિંગ માલિક ખરીદી શકે તેવું ઉત્પાદન	$100k to $250k	12 થી 18 મહિના

ફેઝ 0 થી 3 ની લગભગ જરૂર છે $220,000 to $430,000 અને બે વર્ષ. દરેક તબક્કામાં સ્પષ્ટ બંધ બિંદુ હોય છે: જો પવન ટર્બાઇન એરેમાં 0.2 ની નજીક ફ્રન્ટલ સીપી બતાવી શકતી નથી, તો અમે ત્યાં જ રોકી દઈએ છીએ અને કારણ પ્રકાશિત કરીએ છીએ.

આપણે કોની જરૂર છે

• low-Reynolds અને ducted-rotor અનુભવ સાથેના વાયુવિજ્ઞાની, ડિઝાઇન કરવા અને બ્લેડ્સ, ડ્યુકટ અને સ્ટેટોરની સમીક્ષા કરવા માટે.
• યુનિવર્સિટી અથવા વ્યાવસાયિક પવન ટર્બાઇન, CFD એન્જિનિયર સાથે ચકાસણીની યોજના બનાવવા અને મોડેલ એરે ઇન્ટરએક્શન માટે.
• પાવર-ઇલેક્ટ્રોનિક્સ એન્જિનિયર નાના સ્થાયી ચુંબકીય ઉત્પન્નકર્તા, સક્રિય પુનઃપ્રાપ્તિ, MPPT અને ઘણા મોડ્યુલોમાંથી DC સંગ્રહ માટે.
• ભૌતિક અને બાહ્ય એન્જિનિયર ક્રાઉન પર પવનના ભાર માટે (EN 1991-1-4 / ASCE7), ફિકિંગ્સ, બરફ અને તણાવ.
• અવાયુક્ત ટોનલ ધુમાડા અને ભડકો માટે જે બિલ્ડીંગમાં પ્રસારિત થાય છે.
• શહેરી પવન વિશેષજ્ઞ કોઈપણ બાંધકામ કરતા પહેલા ઉમેદવાર છતની બાજુઓ પર પવનનું માપન અને મોડેલિંગ કરવા.
• પ્રમાણપત્ર અને અનુરૂપતા: નાનાં પવનનાં માપદંડો (આઈઇસી 61400-2, -11, -12-1), ઇલેક્ટ્રિકલ અને ફાયર કોડ્સ તથા પાયલોટને કવર કરવા માટે ઈચ્છુક વીમા કંપની.
• Ecologist કીડી અને વ્હેલની દેખરેખ માટે ડિઝાઇન કરવા.
• ઉત્પાદન ભાગીદાર ઇન્જેક્શન મોલ્ડિંગ અથવા રોટોમોલ્ડિંગમાં વોલ્યુમ પર બ્લેડ અને ડ્યુકટની કિંમત નક્કી કરવા.

સારો વિચાર આવકાર્ય છે

ફેન વોલ એ એક વિશાળ પ્રશ્નના જવાબમાંનો એક છે: લોકો જે જગ્યાએ રહે છે ત્યાં તેઓ આજે કરતા વધુ સ્વચ્છ ઊર્જા કેવી રીતે બનાવી શકે, સંગ્રહી શકે અથવા બચાવી શકે? જો આ પાના પરની સંખ્યાઓ તમને વિશ્વાસ અપાવે છે કે અલગ અભિગમથી વધુ સારું થશે, તો અમે તે સાંભળવા માંગીએ છીએ. રાઉન્ડ ટોપ સોલર જે ગરમી પણ બનાવે છે, થર્મલ સ્ટોરેજ, જળમાર્ગમાંથી પ્રાપ્ત થતી ઊર્જા, ઉપયોગ વિનાની ગરમી અથવા આવકની સ્માર્ટ સમયમર્યાદા બધા ઘણાં ઇમારતો પર પવનનો કબજો કરી શકે છે. ચિહ્ન વિચાર રેડાર દરેકની પોતાની વાત છે, જેને આપણે અહીં એ જ ઈમાનદારીથી લખીએ છીએ.

આ ફાઉન્ડેશનના કેટલાક સભ્યો એવા સંપર્કો ધરાવે છે કે જેઓ એક પિચ સાંભળી શકે. આ વિચારને પ્રસ્તુત કરવા માટે, એક કામ કરતું, વાસ્તવિક જીવનનું મોડેલ જરૂરી છે જે ખરેખર ઊર્જા ઉત્પન્ન કરે છે, તેના પરિણામને કોઈ સાધન પર માપી શકાય છે, દાવો નથી થતો; એ જ કારણ છે કે આ પાનું ચિત્રની જગ્યાએ પવન ટર્બાઇન અને છત પરના પાયલોટ સાથે સમાપ્ત થાય છે. કાગળ પરના વિચારો પણ આવકાર્ય છે, જો ભૌતિકશાસ્ત્ર અને સંખ્યાઓ મજબૂત હોય તો અમે તેને અહીં વેબસાઈટ પર પ્રકાશિત કરી શકીએ છીએ. પરંતુ કામગીરીના મોડેલ વિના પૈસા એકત્રિત કરવું ખૂબ જ મુશ્કેલ છે અને અહીં કોઈ પણ પ્રકારનું નાણાકીય, વળતર કે પ્રસ્તુતિનું વચન નથી. આ પાનું જે પ્રમાણપત્રને પૂરું પાડવાનો પ્રયત્ન કરે છે તે પ્રમાણપત્ર છે: સંખ્યાઓ બતાવો, કહો કે તમને ખોટુ સાબિત કરશે અને સસ્તી ચકાસણીની ભલામણ કરો.

તમે કેવી રીતે મદદ કરી શકો છો

• તમારા નિષ્ણાતત્વને લાવો. જો તમે ઉપરના કોઇપણ ક્ષેત્રમાં કામ કરો છો, તો કાર્યની ઓફર કરો. આપણા મોડેલની સમીક્ષા કરવા માટે એક કલાક પણ મૂલ્યવાન છે.
• વીજળીની છત પૂરી પાડો. દરિયાકિનારા, પહાડી વિસ્તાર કે ખુલ્લા મેદાનમાં સુરક્ષિત છતની સુવિધા સાથે ઉંચી ઈમારતોમાં આ પાયલોટનું આયોજન કરી શકાય છે. અમને કહી દો કે તે ક્યાં છે અને હવા સામાન્ય રીતે કઈ દિશામાં ફૂંકાય છે.
• પવન માહિતી વહેંચો. છત, પુલ કે દરિયાકિનારા પરથી પવનની ગતિનું એક વર્ષ સુધી માપન કરવામાં આવે તો તેમાંથી આપણે પાયલોટ સાઇટ પસંદ કરી શકીએ છીએ.
• અમારી ગણિતની ચકાસણી કરો. મોડેલ ખુલ્લું છે. જો તમને ભૂલ મળે તો અમને જણાવો: અમે પાયલોટ પછી કરતાં હવે સુધારવા માંગીએ છીએ.
• વધુ સારો વિચાર રજૂ કરો. તેને યોગદાન ફોર્મ મારફતે મોકલો, જે સમસ્યા તે ઉકેલે છે, ભૌતિકશાસ્ત્ર ચકાસણી, પ્રતિ kWh ના લગભગ ખર્ચ અને સસ્તી ચકાસણી કે જે તેને ખોટો સાબિત કરી શકે છે.

સ્ત્રોતો

1. સાલોનવારા, એમ., કારાગ્યોઝીસ, એ., પાઝેરા, એમ. અને મિલર, ડબલ્યુ. (2007). ક્લાડીંગ્સની પાછળની હવાની ખાડાઓ: આપણે શું શીખ્યું છે? બિલ્ડિંગ્સ X કોન્ફરન્સ.
2. લિસ્સામાન, પી.બી.એસ. (1983). નીચા-રેઇનોલ્ડ્સ-સંખ્યાવાળા હવાઈ ફૂલો. ફ્લ્યુઇડ મેકૅનિક્સની વાર્ષિક સમીક્ષા 15, 223-239.
3. હોવે, ડી.એ., બાંસલ, એ. અને હોમ્સ, એસ. (2011). ઊર્જા ઉત્પાદન માટે સેન્ટીમીટરના માપદંડ પર શર્વેડ પવન ટર્બાઇનનું ડિઝાઇન અને કાર્યક્ષમતા. સ્માર્ટ મેટેરીઅલ્સ એન્ડ સ્ટ્રક્ચર્સ 20, 085021.
4. ફેડરસ્પિલ, સી.સી. અને ચેન, જે. (2003). હવાથી ચાલતું સેન્સર. IEEE સેન્સર્સ 2003, 22-25ના પ્રક્રિયાઓ.
5. ન્યુમેન, બી.જી. (1986). પવન ટર્બાઇન માટે મલ્ટિપલ એકટ્યુએટર-ડિસ્ક સિદ્ધાંત. જર્નાલ ઓફ વિન્ડ એન્જિનિયરિંગ એન્ડ ઇન્ડસ્ટ્રિયલ એરોડાઇનમિક્સ 24, 215-225.
6. એડેમા, એન. અને અન્ય (2026). વિન્ડ એનર્જી સાયન્સ 11, 2037-2051, જેમાં માપવામાં આવેલા ડબલ રોટરના લાભોની સમીક્ષા સામેલ છે.
7. લી, Q., ઓઝતુર્ક, K., રાગ્ની, D. અને અન્યો (2017). પ્રોપલર પ્રેરણા સિસ્ટમ માટે સ્વીર્લ રિકવરી વેનનું ડિઝાઇન અને પ્રયોગાત્મક પ્રમાણીકરણ. AIAA 2017-3571.
8. ઓહિયા, વાય. અને કરાસુદાની, ટી. (2010). વિન્ડ-લેન્સ ટેકનોલોજી સાથે ઉચ્ચ ઊર્જા ઉત્પન્ન કરતી શર્વેડ પવન ટર્બાઇન. એનર્જીઝ 3(4), 634-649.
9. વાન બુસેલ, જી.જે.ડબલ્યુ (2007). પવનમાંથી વધુ ટોર્ક બનાવવાનું વિજ્ઞાન: ડિફ્યુઝર પ્રયોગો અને સિદ્ધાંતની પુનરાવર્તના. Journal of Physics: કોન્ફરન્સ સીરીઝ 75, 012010.
10. જીપ, પી (2017). કિવી પેન્શન ફંડ ઓગિન ડ્યુકટ ટર્બિન ફિયાસ્કોમાં 50 મિલિયન ડોલર ગુમાવે છે.
11. જીગ્યુએરે, પી. અને સેલિગ, એમ.એસ. (1998). નાના આડકતરા અક્ષ પવન ટર્બાઇન માટે નવી એરફોલ્સ જર્નાલ ઓફ સોલાર એનર્જી એન્જિનિયરિંગ 120(2), 108-114.
12. કિશોર, આર.એ., કાઉડ્રોન, ટી. અને પ્રિયા, એસ. (2013). નાના પાયે પવન ઉર્જા પોર્ટેબલ ટર્બાઇન (સ્વીપીએટ) જર્નાલ ઓફ વિન્ડ એન્જિનિયરિંગ એન્ડ ઇન્ડસ્ટ્રિયલ એરોડાઇનમિક્સ 116, 21-31.
13. તામારો, એસ., કેમ્પાગ્નોલો, ઍફ. અને બોટાસો, સી.એલ. (2024). અનિયમિત રોટરની શક્તિ અને નિયંત્રણ પર: કોસાઇન નિયમથી બહાર. પવન ઉર્જા વિજ્ઞાન 9, 1547-1575.
14. રિચમંડ-નાવારો, જી., ઉચીડા, ટી. અને કાલ્ડ્રોન-મુનોઝ, ડબલ્યુઆર (2022). યાવેડ તંગ પ્રવાહની સ્થિતિમાં શરુવેડ પવન ટર્બાઇનનું પ્રદર્શન. વિન્ડ એન્જિનિયરિંગ 46, 518-528.
15. મેર્ટેન્સ, એસ. (2006). બનેલું વાતાવરણમાં પવન ઊર્જા: ઇમારતોની સંકેન્દ્રિત અસર. પી.એચ.ડી. થિસીસ, ટીયુ ડેલ્ફ્ટ (મેર્ટેન્સ, 2003 પછી, વિન્ડ એન્જિનિયરિંગ 27(6)).
16. એન્ક્રાફ્ટ (2009). વોરવિક વિન્ડ ટ્રાયલ્સ અંતિમ અહેવાલ.
17. પેસિફિક નોર્થવેસ્ટ નેશનલ લેબોરેટરી (2025, 2026) વિતરણિત પવન બજાર અહેવાલો અને ટેકનોલોજી માહિતી સુધારાઓ.
18. અમેરિકાનાં ઊર્જા વિભાગ અને એનઆરઇએલ (2025) સોલાર ફોટોવોલ્ટેક સિસ્ટમ ખર્ચ બેન્ચમાર્ક, Q1 2025: વાણિજ્યિક છત $1.95 to $1.98 પ્રતિ W
19. લાઝર્ડ (જુન 2026). ઊર્જાનો સ્તરિત ખર્ચ+, આવૃત્તિ 19.
20. યુએસ ઊર્જા માહિતી વહીવટીતંત્ર (2025) ક્ષેત્ર પ્રમાણે વીજળીનો સરેરાશ ભાવ, 2024; યુરોસ્ટેટ, ઇલેક્ટ્રિસિટી પ્રાઇસ સ્ટેટિસ્ટિક્સ.
21. લોસ, એસ.આર., વિલ, ટી. અને મરા, પી.પી. (2013). સંયુક્ત રાષ્ટ્રમાં પવન સુવિધાઓ પર પક્ષીઓની અથડામણના મૃત્યુદરનું અનુમાન. જૈવ સંરક્ષણ 168, 201-209.
22. લોસ, એસ.આર., વિલ, ટી., લોસ, એસ.એસ. અને મરા, પી.પી. (2014). અમેરિકામાં પક્ષી-બિલ્ડિંગ અથડામણો. ધ કોન્ડોર 116(1), 8-23.
23. ગ્રેન્ટ, એ., જ્હોન્સટન, સી. અને કેલી, એન. (2008). શહેરી પવન ઊર્જા પરિવર્તન: ડ્યુકટ ટર્બાઇનની સંભાવના પુનઃપ્રાપ્ય ઊર્જા 33(6), 1157-1163. આ સાથે સંબંધિત એક વિચારનો પણ અમે પરીક્ષણ કરીશું, જેનાથી ઢાંકણ અને છત વચ્ચે દબાણની તફાવતને કારણે પ્લાન્ટમાં પ્રવેશતા નળોને રોકી શકાશે.