קיר המנורה
אנחנו רצינו לכסות בניין במאווררי מחשב שיוצרים חשמל מהרוח הפיזיקה אמרה לא לגרסה הזאת היא גם הציעה אחת טובה יותר הנה כל המתמטיקה, מה הוכח, מה לא, ומה זה יקח כדי לגלות
כל טורבינת רוח שראיתם עוקבת אחר אותו היגיון: רוטור אחד גדול ככל האפשר, גבוה ככל האפשר. זה עובד מצוין, וזה צריך עגלות, אדמה פתוחה ושנים של רשיונות. השאלה שלנו היא ההיפך. האם רוטורים קטנים רבים, שנבנו במקומות שבהם ערים כבר קיימות, יכולים לייצר חשמל במחיר הגיוני?
דף זה נכתב עבור אנשים שיכולים לממן, לבנות או לבחון את הרעיון. זה בכוונה לא חוברת מכירות. ניסינו את המספרים של העיצוב הראשון שלנו, מצאנו איפה הוא נכשל, עיצוב מחדש אותו, והפעלנו את המספרים שוב. הגרסה הקצרנית: קיר של מחממי מחשב על חזית לא יכול לעבוד, כתר של רוטורים גדולים יותר על קצה גג רוחני יכול לייצר חשמל אמיתי, וזה לא ינצח את הלוחות הסולאריים במחיר אלא אם כן מספר דברים שאנחנו יכולים לבדוק יתבררו טוב. כל תמונה למטה מגיעה מהמודל הפתוח שלנו (קוד, נתונים).
גרסה 1, ולמה זה לא עובד
הרעיון הראשון היה חזית בניין, באורך 40 מטרים ובגובה 15 קומות, שכולה הייתה מכוסה בכ-110,000 מסננים של 120 מילימטרים, כל אחד מהם רץ לאחור כך שמנועו הפך לגנרטור. זו תמונה יפה. הוא נכשל משלוש סיבות, בסדר חשיבות.
**1. אוויר לא יכול לעבור דרך קיר סגור. טורבינה לוקחת אנרגיה מאוויר שזורם דרך זה. על חזית מוצקה הרוח עוצרת (מהנדסים קוראים לזה קיפאון) ומחליקה למעלה, למטה ולצדדים. אפילו אם לכל מנורה היה פער של 30 ס”מ מאחוריה, פתוח בצדדים ובראשה, ההמשכיות קובעת גבול קשה: כל האוויר הנכנס ל-1,800 מ”ר של מנורות יהיה צריך לעזוב דרך כ-39 מ”ר של פער, כך שהוא יכול לעבור את המנורות במהירות לא יותר מ-2.2% מהמהירות של הרוח. כוח הולך עם קוביית מהירות, אז הקיר ישמור הרבה תחת 0.01% ממה אותם המאווררים יעשו עומדים חופשיים. מדידות מאחורי רצפת אוורור אמיתי מסכימות: 0.2 עד 0.6 מ”מ / שניות של זרימת אוויר חלל ברוח של עד 5 מ”מ / שניות (תל אביב: אור, 2007.). Switch the 3D model above to version 1 to see it: the wind streaks stop at the wall and slide away.
**2. לוחות קטנים עובדים רע. ** לוח מסנן בקוטר 120 מ”מ יש מיתר בערך של 2 ס”מ. האוויר מסביבו נע במספר ריינולדס של כ-10,000, מצב בו כנף מאבדת את רוב היחס בין ההטיה לבין הדחיפה שלה: דפנות אוויר חלקות משופרות “יותר מסדר גודל” מעל למספר קריטי של ריינולדס של כ-70,000 (תל אביב, 1983.). טורבינות בקנה מידה סנטימטרי מגיעות למספרים של כ-9% (תל אביב: הוצאת כנרת, זמורה-ביתן, 2011.רוטור מנוע מחשב בקוטר 10 ס”מ ששימש כטורבינה הפיק 28 מיליוואט במהירות של 5 מטרים לשנייה, בערך 4% מכוח הרוח שעובר דרך הרוטור לפי חישובינו.בן-גוריון וישראל, 2003.). מערכות מחשב מעוצבות כדי לדחוף אוויר, לא להיות דוחפות על ידיו.
**3. אלפי גנרטורים זעירים מבזבזים את המעט שהם יוצרים. ** מנוע מאוורר המספק חלקיק של וואט בכמה וולטים יכול לאבד 10 עד 40% במסדרן דיודה לבדו. ההערכה המרכזית שלנו לכל השרשרת ממסנן לרשת היא 54%.
אפילו אם נטיל את הסיבה הראשונה לחלוטין (קיר של מסננים), גרסה 1 תעלה בערך $4.20 per kWh on a windy coast and $18 בעיר, פי עשרים עד מאה יותר מהמחיר של גג סולארי.
הפיזיקה שמגדירה את הגבולות
הכוח הנשלח על ידי הרוח דרך שטח A הוא P = ½ ρ A v³, עם צפיפות אוויר ρ = 1.225 kg/m³. הקוביה היא הכל: במהירות 6 מ”מ לשנייה, מטר מרובע נושא 132 וואט, ב-12 מ”מ לשנייה 1058 וואט. בממוצע על פני שנה, גג של עיר עם רוח ממוצעת של 4 מ”מ לשנייה מספק בערך 75 וואט למ”ר; חוף חשוף ב-6.5 מ”מ לשנייה בערך 321 וואט למ”ר.
אין גבול. אף רוטור פתוח לא יכול להפיק יותר מ- 16/27 ≈ 59.3% של הכוח הזורם דרך האזור שלו, כי האויר חייב להמשיך לנוע מהדרך.
מה רוטור שני יכול להוסיף. שני רוטורים בסדרה (כמו שלבי מנוע סילון) יכולים להגיע לכל היותר 16/25 = 64% של הכוח דרך שטח אחד של הרוטור, ואין סופי רק 2/3 (ניומן, 1986.). מנוע סילון עומד על שלבים כי הוא דוחף אוויר דרך ליבה סגורה עם הבדלי לחץ עצומים מהשריפה של דלק. רוח חופשית לא מציעה לחץ כזה: כל שלב נוסף מאט את האויר עוד יותר, ואוויר איטי נשפך סביב המכשיר. Measured gains of contra-rotating wind rotors range from 0 to 60%, but well-controlled recent tests cluster at 2 to 10% (Adema et al., 2026 review).
מה כנפי סטטור יכול להוסיף. רוטור משאיר את האוויר מסתובב, והסחרור הוא אנרגיה אבד. ביחסים נמוכים של קצוות-מהירות של רוטורים קטנים, האבדה גדולה: הרוטור האידיאלי של גלאורט מגיע ל-0.42 ביחס קצוות-מהירות של 1, 0.51 ב-2 ו-0.57 ב-5. כנפי קבועים מאחורי הרוטור יכולים לשחזר חלק ממנו. אף אחד לא מדד זאת על טורבינת רוח; על מדחפים של מטוסים, לוחות כאלה נתנו 2 עד 5% (Li et al., 2017).
מה תעלה יכולה להוסיף. תעלה עם שוליים שטוחים (“עדשת הרוח” של אוניברסיטת קיושו) מקטינה את הלחץ מאחורי הרוטור ומשכה יותר אוויר דרך זה. בניסויים במנהרת רוח, דיפוזיה עם שוליים קומפקטיים העלתה את ממוצע הכוח מ-0.37 עבור הרוטור הגולש לבין 0.7 ו-0.88, ביחס לשטח הרוטור, אבל רק ל-0.48 עד 0.54 ביחס לכל הסליל (אורנה ודן, 2010.). זוהי הבעיה: על כל מטר רבוע של שטח קדמי, תעלות מעולם לא ניצחו את גבול בץ, “במעשה, גורמי העלאת כוח מעל ל-3 מעולם לא הושגו”, וטורבינות עם תעלות היו “יותר מ-50 שנים”. עד כה ללא הצלחה מסחרית” (van Bussel, 2007). הניסיון היקר ביותר לאחרונה, FloDesign/Ogin, הסירה את הטורבינות שלה תוך שישה חודשים ונסגרה בשנת 2017 (Gipe, 2017).
הגודל חשוב בגלל מספר ריינולדס. חישובנו את הרוטור הטוב ביותר האפשרי בכל גודל עם מודל תנע של אלמנט הלהב (אופטימום גלאורט עם סיבוב צליל, אובדן קצה ומחבר, ויחס עלייה-דחיסה שנפל עם מספר ריינולדס, ממדדים של דפנות אוויר בעלות מספר ריינולדס נמוך כמו Selig’s SG6043):
| קוטר הרוטור | להבים, יחס מהירות-מפתח | מספר ריינולדס (רדיוס 75%) | העיצוב הטוב ביותר |
|---|---|---|---|
| 4 cm | 8, 1.25 | 4,500 | 0.23 |
| 12 ס” מ (מאוורר מחשב) | 8, 1.5 | 12,000 | 0.29 |
| 25 ס”מ. | 8, 2.0 | 20,000 | 0.36 |
| 50 ס” מ (מודול משופר) | 6 עד 7, 2.5 | 43,000 | 0.39 עד 0.40 |
| 1 m | 6, 3.0 | 74,000 | 0.42 |
| 7 מ’ (טורבינה קטנה) | 8, 4.5 | 265,000 | 0.49 |
אלה תקרה של להבים מיוחדים, לפני אובדן העולם האמיתי. כבדיקה, טורבינה ניידת בגודל 39 ס”מ שנבנתה במיוחד מדדה 0.32, כשהמודל שלנו מספק בערך 0.39 לגודל הזה (2013 - קישורה, קודרון ופרייה.): לכן אנו מניחים שהחומרה הראשונה מגיעה ל-65 עד 90% משווי העיצוב, והרבה פחות עבור רוטורים בסנטימטר, שם הפרדה למינרלית שולטת.
כיוון הרוח. מודול קבוע משתמש רק בחלק מהרוח הנשיפה אליו. האנרגיה יורדת בערך עם הקובייה של זווית ההסתרה עבור רוטורים פתוחים ובאופן עדין יותר עבור תעלות (Tamaro et al., 2024; Richmond-Navarro et al., 2022). עם רוח מתונה שכיחה, מודול הפונה אליו ממשיך בערך 47% של האנרגיה שרוטור תמידי-מסומן יקבל. גרסה 1 נניח 100%.
העיצוב המשופר: כתר על קצה הגג הנגדי לרוח.
קח את כל הדברים האלה והתכנון כמעט כותב את עצמו: רוטורים גדולים יותר, שם מספר ריינולדס טוב יותר, בתעלות שמגנות עליהם ומאיצות אותם, עומדים בחופשיות, שם האוויר יכול לעבור, פונים אל הרוח השלטת במקום על הבניין שבו הזרם חזק ביותר. המקום הזה הוא קצה הגג. האוויר שמגיע לחזית עולה ומסתובב מעל הקצה; מעל קצה גג שנוטה אל הרוח מהירות הרוח היא פי 1.06 עד 1.25 מגובה הגג, אבל רק פי 0.38 כשהקצה הזה נוטה אל הרוח (תל אביב, 2006).
כל מודול הוא בגודל של 725 מ”מ רבוע: רוטור בעל שבעה להבים בקוטר 0.5 מטר בתעלה קומפקטית עם עדשת רוח, חמש כנפי סטטור שמחזירות חלק מהסחרחורת ומשגרות גנרטור בהספק של 50-300 וואט, רשת הגנה ממתכת לא יציבה ולוח כוח אחד אטום עם מעקב אחרי הנקודה המקסימלית של הכוח. שתי שורות יוצרים כתר בגובה 1.45 מ’ על מסילות פלדה מעל המרפסת. אדם אחד יכול להרים מודול ולהחליף אותו.
הלוחות לא ננחשים. המודל מעצב אותם עבור מספר ריינולדס שהם למעשה יראו, בערך 45,000 ב-6 מ”ש: מיתר 62 מ”מ ליד השורש מתכווץ ל-36 מ”מ בקצה, סיבוב מ-38° ל-10°, יחס עיצוב קצה-מהירות של 2.5. במהירות של 6 מ”מ לשנייה הרוטור מסתובב במהירות של כ-700 סיבובים בשנייה; קצותיו נעים במהירות של כ-30 מ”מ לשנייה ברוח של 10 מ”מ לשנייה, פחות מחצי מה-79 מ”מ לשנייה של קצות טורבינה גדולה.
המספרים הכנים
על כל מטר מרובע של שטח קדמי יש להשוות בצורה הוגנת: חזית, כתר גג ומחסום כביש מהיר מתחרים על אותו הדבר, משטח הפונה לרוח. ערכים מרכזיים, עם טווח הפסימיות-לאופטימיות המלא בנתוני המודל. האנרגיה כוללת כיוון רוח, טורדנות (אבל בין 5 ל-15%) וזמינות (בין 92 ל-97%). עלות האנרגיה: 20 שנים בשיעור הנחה של 7% מהמחיר האמיתי, תחזוקה 2-5% מההשקעה לשנה.
| עיצוב | מרכז הפיקוד על האזור הקדמאי | קילו- וואט למ”ר לשנה, אתר/ עיר עם רוח | גורם קיבולת, עיר עם רוח | עלות התקנה למ”ר | עלות לקילו- וואט- שעת חשמל, ברוח / עיר | חזרה פשוטה ב-0.19 דולר לקילווואט-שעה |
|---|---|---|---|---|---|---|
| גרסה 1, מסננים 120 מ”מ (בעצמם). | 0.045 | 23 / 5 | 5.2% / 1.2% | $765 | $4.21 / $18.0 | לעולם לא |
| A2. רוטורים 120 מ”מ מותאמים אישית | 0.089 | 45 / 11 | 5.2% / 1.2% | $805 | $2.23 / $9.45 | אף פעם |
| B0. 0.5 מ’ רוטורים פתוחים, כתר | 0.148 | 125 / 34 | 9.3% / 2.5% | $1,192 | $1.19 / $4.37 | אף פעם |
| ב. משופר: 0.5 מ’ תעלות, סטטור, כתר | 0.164 | 159 / 43 | 10.7% / 2.9% | $1,074 | $0.84 / $3.10 | אף פעם (מקרה טוב: 4.5 שנים של רוח) |
| B2, כמו B ועוד רוטור נגדי. | 0.174 | 168 / 46 | 10.7% / 2.9% | $1,245 | $0.92 / $3.40 | אף פעם |
| B3.B כמחסום עצמאי | 0.164 | 128 / 32 | 8.6% / 2.2% | $944 | $0.92 / $3.66 | אף פעם |
| מערכת סולארית על הגג, באותו בניין. | 225 | 12% | $410 | $0.19 | 10.6 שנים | |
| סולארית על החזית הדרומית | 139 | 7.6% | $630 | $0.47 | 31 שנים. | |
| טורבינה של 10 קילוואט, רוטור ברוחב 7 מטרים על תורן בגובה 18 עד 30 מטרים. | 0.35 על הרוטור | 31,600 / 10,300 קילו-ואט לטורבינה | 36% / 12% | 8,910 דולר לקילווואט. | $0.35 / $1.08 | 27 שנים של רוח. |
מה שכתוב על השולחן:
- התעלה מרוויחה את מקומה, רק. על כל מ”ר קדמי, מודולרים עם תעלות (B) מנצחים את אותם רוטורים בפתוח (B0) בכ-10 עד 30%, בעיקר בגלל שהם סובלניים יותר לכיוון הרוח. הם גם נותנים אבטחה, טיפ שקט יותר ומקום עבור הסטטור.
- הרוטור השני לא משלם. זה מוסיף בערך 6% אנרגיה עבור 16% יותר עלות. מודול רוח רב-שלב בסגנון מנוע סילון הוא מוגבל פיזיקלית, לא מוגבל שאפתנות.
- רק מודולים ברוח משלם. כתר סביב הגג מרוויח רק 55% לכל מודול בהשוואה לצד הרוחב לבדו, כיוון שהצדדים האחרים פונים החוצה מהרוח השלטת ברוב הזמן. על בניין המקור שלנו (40 × 20 מ’, גובה 45 מ’) הכתר הרגיש הוא רק הצד שאליו פונה הרוח: 60 מ”ר, בערך $ 64,000, בערך 9,500 קילו-וואט בשנה על אתר רועש, 2,600 בעיר. אותו סכום במערכת סולארית על גג קונה כ-155 מ”ר של לוחות שמפיקים כ-35,000 קילוואט שעות בשנה.
- בערים הוא לא יכול להתחרות. אנרגיית הרוח הממוסדת על בניין היא בעלת רישומים גרועים: 26 טורבינות בניסוי הרוח של וורוויק היו בממוצע עם 0.85% גורם קיבולת (תל אביב, 2009), ושלוש הטורבינות על גשר לונדון מגדל סטרטה נכבו לאחר התלונות על רעש ורטט.
עבור קנה מידה, צי הרוח האמריקאי קטן בממוצע 14 עד 16% גורם קיבולת ו $6,680 to $9,630 לקילוואט-שעה (2024 ו-2025).אתר האינטרנט הרשמי של PNNL Distributed Wind Reports). הכתר שלנו נוחת בסביבות 6,300 דולר לקילווואט-שעה, באותו טווח, שזה סימן שההערכה של העלות היא לא פנטזיה.
מה שהוכחה, סביר ושערתי
מוכיח (ספר לימוד או מדד): הכח ברוח וגבול בץ; גג של 16/25 לשני רוטורים; שתעלת מים מעלה את הכוח לכל שטח רוטור אבל לא מעבר ל-בץ לכל שטח קדמי; שהלהבים הקטנים במספרי ריינולדס שמתחת ל-70,000 מאבדים יעילות; שלקיר סגור אין זרם דרך; שקצות הגג מאיצים את הזרם אל הרוח; שהטורבינות הקטנות המותקנות על הבניין בערים ביצעו רע.
אפשרי (נתמך, אך לא נמדד עבור העיצוב הזה): רוטור בקוטר 0.5 מ’ שתוכנן עבור ריינולדס 45,000 שמגיע למשתנה כוח של בערך 0.3 ריק ו-0.55 על שטח הרוטור בתעלה עם גגון קומפקטי; יעילות שרשרת של 75% מהרוטור לרשת עם גנרטורים של 50 עד 300 וואט ורמת מודול MPPT; עלות התקנה של כמעט $1,000 למ”ר עבור פרויקט ראשון.
השערות (חייבות להיות מודדות): כמה תעלות שמונחות זו לצד זו מאבדות אחת לשנייה (אנו מנחים בין 10% ל-30%); ההאצה האמיתית והטורבולציה בכתר על בניין נתון; עמידות של אלפי מנשאים במשך 20 שנים של רעידות, קרח ואבק; רעש ורטט המועברים לבניין; אינטראקציה של חיות בר עם תעלות רשתיות (טורבינות גדולות הורגות בין 140,000 ל-328,000 ציפורים בשנה בארצות הברית (Loss, Will and Marra, 2013); בנייני זכוכית הורגים בין 365 ל-988 מיליון (Loss et al., 2014); לאף אחד אין נתונים עבור מודול גג קשיח).
מה היה צריך להיות נכון
עבור הכתר באתר רוחב של 6.5 מ’, העלות של החשמל תלויה בשני דברים שאנחנו יכולים לעבוד עליהם: כמה כוח כל מטר רבוע של שטח קדמי מספק, ומה זה עולה להתקין.
| מרכז הפיקוד על האזור הקדמאי | 300 דולר למ”ר. | 500 דולר למ”ר. | 800 דולר למ”ר. | 1,100 דולר למ”ר. |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
איפה זה יכול לנצח, ואיפה זה לא יכול
הוא יכול לנצח:
- בניינים גבוהים בעלי רוח ואתרים חופיים, כחלק ממערכת סולארית: הרוח בקצה הגג מגיעה לשיא בלילה, בחורף ובסופה, כשהפנלים הסולאריים מייצרים מעט.
- גגות כבר מלאים או מצלולים. כתר משתמש בקצה, לא באזור הגג, ולא מתחרה עם לוחות, צמחים או טרסות.
- חשמל מחוץ לרשת, כשכבלים יקרים: חיישנים, תאורה, ציוד תקשורת, תחנות מזג אוויר על גשרים, תורנים ומבנים בחוף.
- מחסומים שכבר קיימים: מחסומי רעש של כבישים מהירים ורכבות, חומות ים ומגדלורים בגשר, היכן שהמבנה משולם.
- נוכחות וחינוך. כתר שמסתובב הוא הצהרה ציבורית לוח סולרי לא; בתי ספר, מוזיאונים ובנייני נוף מעריכים את זה.
הוא לא יכול לנצח:
- כמקור זול לחשמל בנפח. חוות רוח וסולאריות גדולות עולה $0.04 to $0.10 ל-kWh; כלום על בניין לא מתקרב.
- ברחובות העיר המוגנים ובפרברים הנמוכים, שם מהירות הרוח הממוצעת היא מתחת ל-4 עד 5 מטרים לשנייה בגובה הגג.
- שטוח על חזית. בכל אופן שהרוטורים מעוצבים, לקיר סגור אין זרימת דרך.
מפת הדרך של פיתוח ומה זה יעלה
| שלב | עבודה | החלטה היא מאפשרת | עלות מוערכת | זמן |
|---|---|---|---|---|
| 0. מחקר עיצוב | תכנון של סכין ותעלות, CFD של מודול אחד ושל ערכת 3x3, טופולוגיה חשמלית, מודל עלויות עם יצרן | האם Cp על שטח קדמי מעל 0.2 סביר בארגון? | $30k to $60k | 3 עד 4 חודשים. |
| 1. Wind tunnel | שלושה רוטורים, שלוש תעלות, סטטור מופעל וכובש, ואז מערך של 3 × 3; 3 עד 15 מ”ש, 0 עד 45 מעלות. | מדדנו את ה-Cp, אובדן המארג, מהירות ההתחלה, רעש. | $60k to $120k | 4 עד 6 חודשים |
| 2. מודול אבטיפוס | גנרטורים, לוח חשמל, מודול סגור; בדיקות עמידות, קרח, גשם ואקוסטי (שיטה IEC 61400-11) | יעילות ועמידות של המודול | $50k to $100k | 6 חודשים. |
| 3. טייס על הגג | 10 עד 20 מודול על קצה הרוח, אולטרה-סאונד אנומטרים או לידר, שנה של נתונים, מצלמת חיות בר | קילוואט-שעה למ”ר, זמינות, רעש בבניין | $80k to $150 אלף. | 12 חודשים. |
| 4. נתיב המוצר | הנדסת מבנים וחזיתות, בסיס עיצוב IEC 61400-2, תעודה MCS 006 בבריטניה או ACP 101-1 בארצות הברית, אישור חשמל ואש, ביטוח | מוצר שבעלי הבניין יכולים לקנות | $100k to $250 אלף. | 12 עד 18 חודשים. |
השלב 0 עד 3 דורש בערך $220,000 to $430,000 ושנתיים. לכל שלב יש נקודת עצירה ברורה: אם מנהרת הרוח לא מראה Cp קדמי ליד 0.2 במארג, אנחנו עוצרים שם ומפרסמים את הסיבה.
מי אנחנו צריכים
- אווירודינמיקאי עם ניסיון ב-ריינולדס נמוך וברוטורים ממוחזרים., לתכנן ולבחון את הלוחות, תעלות והסטטור.
- מנהרת רוח אוניברסיטאית או מסחריתעם מהנדס CFD לתכנן את הבדיקות ולמודל אינטראקציית המבנה.
- מהנדס אלקטרוניקה עבור גנרטורים קטנים עם מגנט קבוע, תיקון אקטיבי, MPPT ואיסוף DC ממודולים רבים.
- מהנדס מבני וחזיתות. עבור משקלי רוח על הכתר (EN 1991-1-4 / ASCE 7), תיקונים, קרח ועייפות.
- אקוסטיקה לרעש טונאלי ורטט מועברים לבניין.
- מומחה לרוח עירונית כדי למדוד ולמודל את הרוח בקצוות הגג המועמדים לפני שכל דבר נבנה.
- רישוי ויישוםתקני רוח קטנים (IEC 61400-2, -11, -12-1), חוקי חשמל ואש, וחברה לביטוח מוכנה לכסות טייס.
- אקולוגית. לתכנן את הפיקוח על ציפורים ועטלפים.
- שותף ייצור בעזרת תהליך הזרקה או תהליך רוטו-מולדינג, כדי להעריך את מחירי הלוחות והתעלות לפי נפח.
רעיון טוב יותר מקבל חיזוק.
קיר המנורה הוא תשובה אחת לשאלה רחבה יותר: איך המקומות בהם אנשים כבר חיים יכולים לייצר, לאחסן או לחסוך יותר אנרגיה נקייה ממה שהם עושים היום? אם המספרים בדף הזה משכנעים אותך שגישה אחרת תעשה את זה טוב יותר, אנחנו רוצים לשמוע. גגות סולאריים שמייצרים גם חום, אחסון תרמי, אנרגיה שמוחזרת מרשת המים, חום פסולת או תזמון חכם יותר של הביקוש יכולים לכולם להביס את כתר הרוח על בניינים רבים, והשמש רעיון מכ”ם משווה אותם עם אותה כנות שאנחנו משתמשים כאן.
רעיון מבוסס היטב שעובר את בדיקת הפיזיקה יכול להיות מונח לפני אנשים שמתעניינים בממן מחקר מוקדם. זוהי הצגה, לא הבטחה של מימון או רווחים. הסטנדרט הוא זה שזה עמוד מנסה לענות: להראות את המספרים, לומר מה יכוון אותך לא נכון, ולהציע את הבדיקה הזולה ביותר.
איך אתה יכול לעזור
- הביא את המומחיות שלך. אם אתה עובד באחד מהתחומים האלה, הציע משימה. אפילו שעה של בדיקת המודל שלנו היא בעלת ערך.
- תציעי גג רוחני. בניין גבוה על חוף, גבעה או מישור פתוח עם גישה לגג בטוחה יכול לארח את הטייס. תגיד לנו איפה זה ובאיזה כיוון הרוח נושבת בדרך כלל.
- שיתוף נתוני הרוח. שנה של מדידות רוח מגג, גשר או תורן חופי עוזר לנו לבחור את האתר הפיילוט.
- בדוק את המתמטיקה שלנו. ה… מודל היא פתוחה. אם תמצאו טעות, תגידו לנו: אנחנו מעדיפים שתתקנו אותה עכשיו מאשר אחרי הפיילוט.
- הציעו רעיון טוב יותר. שלח את זה דרך טופס תרומה עם הבעיה שהוא פותר, בדיקת פיזיקה, עלות גסה לקילו-ואט והבדיקות הזולות ביותר שיוכלו להוכיח שזה לא נכון.
מקורות
- ראו: סלובנר, א., בן-גוריון, מ., וולף, י. (2007). תל אביב: הוצאת הקיבוץ המאוחד. “מה למדנו? אתר הוועידה X
- ליסמן, פ.ב.ס. (1983). כנפי אוויר עם מספר ריינולדס נמוך. Annual Review of Fluid Mechanics 15, 223-239.
- ראו: הולמס, א.ס., בנסאל, א. (2011). מערכת הזרקת דלק וגז מנוע של מטוסים, באתר “הקרן למען הסביבה”. חומרים חכמים ומבנים 20, 085021.
- ראו: צ’אן, ג’. (2003). חיישן מופעל על ידי אוויר. Proceedings of IEEE Sensors 2003, 22-25.
- ניומן, ב.ג’. (1986). מערכת הזרקת דלק לטורבינות רוח. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics 24, 215-225.
- בן-עמי, א. (2026). Wind Energy Science 11, 2037-2051, including a review of measured dual-rotor gains.
- ראו: בן-גוריון, א., לוי, ג’, ו. (2017). ניסוי וטעייה של מערכת ה-GPS בעת שימוש במכשיר ניווט. AIAA 2017-3571.
- אוריאל, ו., ורדי, י. (2010). טורבינת רוח מעורבת מייצרת כוח יציאה גבוה עם טכנולוגיית עדשת רוח. אנרגיה, 3(4), 634-649..
- בן-גוריון, ג’. (2007). ניסוי זה הביא לפריצת דרך בתחום המדע: התאוריה של התנועה וההסתברות. כתב העת של הפיזיקה, סדרת הוועידה 75, 012010.
- בן-גוריון, פ. (2017). קרן הפנסיה של קיווי הפסידה 50 מיליון דולר בפשע של טורבינה במערכת אוג’ין..
- בן-גוריון, א., ויצמן, מ. (1998). מנועים חדשים לטורבינות רוח קטנות עם ציר אופק. Journal of Solar Energy Engineering 120(2), 108-114.
- ראו: קוז’יק, א., וולף, י. (2013). אנרגיית הרוח (הזרמת מים) - קטנה. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics 116, 21-31.
- ראו: קפלן, א., בן-גוריון, מ. (2024). על כוח ובקרה של רוטור לא מאורגן: מעבר לחוק הקוסינו. Wind Energy Science 9, 1547-1575.
- ראו: ריצ’מונד-נאווארו, ג’יי, אוצ’ידה, ט., וקלדרון-מוניוז, וו. (2022). מערכת הזרימה של המים בנהר היא מערכת טורבולנטית. Wind Engineering 46, 518-528.
- מרקס, ס. (2006). אנרגיית הרוח בסביבה הבנויה: השפעות ריכוז של מבנים. עבודת הדוקטורט, TU Delft (אחרי Mertens, 2003, Wind Engineering 27(6)).
- אורנה (2009). הדו”ח הסופי של ניסוי הרוח בוורוויק.
- Pacific Northwest National Laboratory (2025, 2026). דוחות שוק רוח מופצים ועדכוני נתונים טכנולוגיים.
- משרד האנרגיה של ארצות הברית ו-NREL (2025). מערכת סולארית פוטו-וולטאית, Q1 2025: גג מסחרי $1.95 to $1.98 לוואט .
- Lazard (June 2026). עלות האנרגיה המותאמת, גרסה 19.
- US Energy Information Administration (2025). מחיר החשמל הממוצע לפי מגזרים, 2024יורוסטאט, סטטיסטיקה של מחירי חשמל.
- ראו: לוי, א., וולף, מ’, ו-י. (2013). גורם נוסף לירידה במספר העופות הוא השימוש בנמלים כאתרי מעבר של עופות. Biological Conservation 168, 201-209.
- ראו: לוי, א., בן-צבי, מ’, וולף, י. (2014). אתר הנצחה לקורבנות הפיגוע בארצות הברית. 116 (1), 8-23..
- גרנט, א., ג’ונסטון, ק. וקלי, נ. (2008). אנרגיית הרוח: אנרגיה של רוח המגיעה מהשמש. אנרגיה מתחדשת 33(6), 1157-1163. רעיון קשור נבדוק גם: תעלות דרך החזית הנעה על ידי הבדלי לחץ בין החזית והגג.