ऊर्जा: जलवायु परिवर्तन
गूगल के मकानी ने इस विचार पर तेरह साल बिताया और जो कुछ उन्होंने सीखा उसे प्रकाशित किया। यहाँ भौतिकी क्या वादा करती है, उड़ान परीक्षणों ने वास्तव में क्या मापा, और बाकी को साबित करने के लिए क्या करना होगा।
Rschmehl / Wikimedia Commons (CC BY-SA 4.0)
एक आधुनिक पवन टर्बाइन को देखें और आप जो देखते हैं उसमें से ज्यादातर वह हिस्सा नहीं है जो बिजली बनाता है। इसकी छत, दीवारें और ऊपरी भाग का निर्माण इसी प्रकार से किया गया है कि यह हवा के प्रवाह को रोकने में सक्षम हो। इसकी सतह पर लगभग 80 किमी प्रति घंटे की गति से हवा चलती है और यह पृथ्वी के सबसे तेज़ चलने वाले स्थलों में से एक है। हवा में चलने वाली पवन ऊर्जा एक सरल प्रश्न पूछती है: क्या होगा यदि हम केवल तेजी से चलने वाले भाग को रखें, इसे एक टेथर पर उड़ा दें और उसे वहां चढ़ने दें जहां हवा अधिक मजबूत हो?
इसका उत्तर ऊपर दी गई तस्वीर में दिखाया गया है। एक काइटपावर कबूतर पर एक ट्रैसिंग लैंप ने रात में एक पूर्ण चक्र दर्ज किया: आठ लप्स के सख्त चित्र जो एक ड्रम से टेथर को हटाते हैं और एक जनरेटर को घुमाते हैं, फिर लंबे समय तक शांत वापसी करते हैं जबकि कबूतर वापस विंच होता है। यह पृष्ठ बताता है कि यह कैसे काम करता है, क्या हासिल किया गया है और क्यों, बीस साल के गंभीर प्रयासों के बाद, कोई भी हवाई पट्टी प्रणाली अभी तक बड़े पैमाने पर बिजली नहीं बेची. **संक्षिप्त संस्करण: भौतिकी ध्वनि है और सामग्री की बचत वास्तविक है, लेकिन एक उड़ान मशीन को सुरक्षित रखना और बीस वर्षों तक काम करना, सभी मौसम में, अनदेखी, एक अज्ञात समस्या है। किसी भी वाणिज्यिक इकाई से स्वतंत्र रूप से मापे गए उत्पादन के वर्ष को कोई प्रकाशित नहीं करता है। **
क्या है
एक हवाई पवन ऊर्जा प्रणाली के तीन भाग होते हैं: एक पंख जो उड़ता है, एक टेथर जो इसे पकड़ता है और एक ग्राउंड स्टेशन। इसके दो मुख्य परिवार हैं।
- भूमि की पीढ़ी, “पम्पिंग” या “यो-यो” कछुए. कछुए तेज क्रॉसविंड लूप्स उड़ाते हैं जो टेथर पर भारी खिंचाव करते हैं। यह टेथर जमीन पर एक ड्रम से उभरता है और ड्रम एक जनरेटर को चलाता है। जब टेथर पर्याप्त लंबा हो जाता है, तो उड़ान को एक ऐसी स्थिति में चलाया जाता है जहां यह बहुत कम खिंचता है और फिर वापस लौट आता है, जिससे ऊर्जा का एक छोटा हिस्सा खर्च होता है। स्काईसेल पावर, किटपावर और किटमिल सभी इस सिद्धांत का उपयोग करते हैं, जिसमें नरम कपड़े के कबूतर या कठोर ग्लाइडर शामिल हैं।
- ऑनबोर्ड जेनरेशन, “उड़ने वाला टर्बाइन”। एक कठोर पंख छोटे रोटरों को ले जाता है। क्रॉस-विंड उड़ान में रोटर टर्बाइन के रूप में कार्य करते हैं और बिजली एक संचालक टेथर से नीचे चलती है। उड़ान भरने और उतरने के लिए, वही रोटर प्रोपेलर के रूप में काम करते हैं और पंख एक ड्रोन की तरह उड़ते हैं। यह मैकमोहन की रचना है।
दोनों में, पंख एक टर्बाइन ब्लेड टिप का काम कर रहा है: यह हवा के ऊपर से हवा की तुलना में बहुत तेजी से चलती है और वही है जहां से शक्ति आती है।
यह कैसे काम करता है
हवा की शक्ति. हवा प्रत्येक वर्ग मीटर के माध्यम से इसे देखने वाले ½ ρ v³ के बराबर ऊर्जा लेती है, जहां ρ हवा का घनत्व (जमीन के पास लगभग 1.2 किलोग्राम प्रति घन मीटर) और v हवा की गति है। इसकी गति दोगुनी होती है और शक्ति आठ गुना बढ़ जाती है। 7मीटर/सेकंड पर एक वर्ग मीटर लगभग 210 वॉट लेता है; 10 मीटर/सेकंड पर, लगभग 610 वॉट।
क्यों ऊँचाई मदद करती है. जमीन के पास, भूमि, पेड़ों और इमारतों से घर्षण हवा को धीमी कर देता है। एक सामान्य इंजीनियरिंग नियम यह है कि गति ऊँचाई के साथ बढ़ती है v = v_ref × (h / h_ref)^α, जहां घातांक α खुला समुद्र पर लगभग 0.10, खुला खेतों पर 0.14 और जंगलों और शहरों पर 0.25 या अधिक होता है। Take 7 m/s at a 100 m hub. 400 मीटर पर नियम समुद्र के ऊपर 8.0 मीटर / सेकंड, कृषि भूमि पर 8.5 और rough ground पर 9.9 देता है, इसलिए प्रति वर्ग मीटर शक्ति 1.5, 1.8 और 2.8 गुना अधिक है। नियम कड़ा है: कुछ सौ मीटर ऊपर हवा अक्सर अलग व्यवहार करती है, रात में कम स्तर के जेट और दिन में शांत परतों के साथ। इसके अलावा, यह भी स्पष्ट है कि कम तापमान पर भी, कुछ भी नहीं होता है।
एक पक्षी इतनी दूर से भी देख सकता है। 1980 में इंजीनियर माइल्स लॉयड ने यह पता लगाया कि हवा के साथ उड़ने वाले एक पंख से कितनी शक्ति निकाली जा सकती है।1980 में, एल।). सामान्य भाषा में: एक पंख जो पारंपरिक हवा से उड़ता है, उसकी गति लगभग दो तिहाई होती है जब हवा की गति उसके लिफ्ट-टू-ड्रैग अनुपात के बराबर होती है। 10 मीटर/सेकंड की हवा में5के लिफ्ट-टू-ड्रैग अनुपात के साथ, जो लगभग 33 मीटर/सेकंड या 120 किमी/घंटा है; काइटपावर अपने काइट (किटपावर) के लिए औसत उड़ान गति 110 किमी/घंटा का उल्लेख करता है। चूंकि इस गति के वर्ग के साथ वायुगतिकीय बल बढ़ता है, इसलिए पंख अपने आकार से कहीं अधिक मजबूती से खींच सकता है। लोइड का अधिकतम है
P = (4/27) × ½ ρ v³ × A × C_L × (C_L / C_D)²
जहाँ A पंख क्षेत्र है, C_L इसका लिफ्ट गुणांक और C_L / C_D इसका लिफ्ट-टू-ड्रैग अनुपात है। पवन शक्ति के बाद का गुणक, (4/27) × C_L × (C_L/C_D)², बताता है कि अपने क्षेत्र के प्रत्येक वर्ग मीटर के लिए पंख कितने वर्ग मीटर हवा को प्रभावी ढंग से हटाता है। एक नरम कछुए के लिए जिसका लिफ्ट गुणांक 1 और लिफ्ट-टू-ड्रैग अनुपात5है, यह लगभग 3.7 है। एक कठोर पंख के लिए जिसका लिफ्ट-टू-ड्रैग अनुपात9के करीब है, जिसमें टेथर का ड्राइव भी शामिल है, यह 10 से 17 हो सकता है। इस प्रकार की एक गति तब होती है जब किसी वस्तु का गुरुत्वाकर्षण बल उस वस्तु के घूर्णन के वेग से एक तिहाई होता है।
लोदी ने इसका विरोध किया। वास्तविक उड़ने वाले पत्ते जमीनी स्टेशन से सीधे नीचे की ओर नहीं उड़ते, वे एक ऊँचाई कोण पर उड़ते हैं, आमतौर पर 25 से 35 डिग्री। केवल हवा का वह हिस्सा जो टेथर के साथ है, उसे खींचता है और उस कोण के कोसाइन के क्यूब के साथ शक्ति घटती है: 30° पर केवल 65% रह जाता है। यह एक प्रकार का द्रव है जो अपने आकार के साथ बढ़ता रहता है। एक पंपिंग कछुए में हर चक्र का कुछ हिस्सा विंच किया जाता है; कछुए की शक्ति प्रणाली 100 सेकंड के चक्र का लगभग 80% खर्च करती है, जिससे 130 किलोवाट तक उत्पन्न होती है और 20% कछुए को वापस खींचने के लिए 20 किलोवाट (किएटपावर) का उपयोग करती है। इसके बाद सामान्य जनरेटर, गियरबॉक्स और कनवर्टर की हानि आती है और हल्की हवा में पंख को उड़ाते रहने के लिए खर्च की गई शक्ति।
क्यों टेथर पूरी कहानी है. एक टर्बाइन के टावर को अपने आधार पर एक मोड़ने की क्षण के रूप में रोटर के पूर्ण धक्का का विरोध करना चाहिए, यही कारण है कि टावर और नींव विशाल हैं। एक टेथर केवल तनाव लेता है, और फाइबर जैसे कि अत्यंत उच्च आणविक वजन वाले पॉलीइथेनॉल अपने वजन के लिए तनाव में असाधारण रूप से मजबूत होते हैं। यह कई कंपनियों द्वारा दोहराया गया दावा है कि हवाई प्रणाली एक ही रेटिंग के टर्बाइन की तुलना में 90% कम सामग्री का उपयोग करती है। यह मशीन के लिए भी माननीय है; इसे अभी तक एक पूरे बिजली संयंत्र के लिए दिखाया नहीं गया है, जिसमें अंतराल, ग्राउंड स्टेशन और ग्रिड कनेक्शन के लिए नींव शामिल हैं।
सिद्धांत और व्यवहार
सैद्धांतिक. लॉयड का सूत्र एक आदर्श पंख के लिए एक सीढ़ी है। एक टर्बाइन की तरह, एक पतंग हवा को धीमी कर देता है जो वह उगाता है और पतंगे जो करीब से उड़ते हैं वे एक दूसरे से ऊर्जा लेते हैं, इसलिए एक खेत को जगह की आवश्यकता होती है। एक ग्रहीय सीमा भी है। यदि आप ½ ρ v³ को उन पर लागू करते हैं तो 10 किमी की ऊंचाई के पास जेट स्ट्रीम एक विशाल संसाधन की तरह दिखते हैं, लेकिन वातावरण धीरे-धीरे उस गति को पुनर्जीवित करता है: पृथ्वी-प्रणाली विश्लेषण ने जेट स्ट्रीम से अधिकतम टिकाऊ निष्कर्षण को लगभग 7.5 टीडब्ल्यू में रखा, जो पहले अनुमानों से कुछ 200 गुना कम है, यदि कभी भी यह निकट हो जाता है तो बड़े जलवायु दुष्प्रभावों के साथ (मिलर, गैंस और क्लेडन, 2011)। आज कोई भी 10 किमी पर उड़ान भरने का प्रस्ताव नहीं कर रहा है; व्यावहारिक प्रणालियों का लक्ष्य 200 से 700 मीटर है। 500 से 12,000 मीटर तक के वैश्विक उच्च-उच्चता संसाधन को आर्चर और कैलडेरा (2009) द्वारा 28 वर्षों के मौसम डेटा से नक्शा बनाया गया था।
प्रैक्टिकल. सीमाएं जो वास्तव में परियोजनाओं को रोक चुकी हैं, सूत्र में नहीं हैं:
- प्रक्षेपण और अवतरण. एक टर्बाइन कभी नहीं उड़ता है। एक पतंग को हल्की हवा में उड़ान भरनी होती है, तेज हवा में उतरना होता है और यह दोनों कार्य बिना किसी नुकसान के साल में हजारों बार करना पड़ता है। मैकनी ने उड़ान में चार एयरफ्रेम खो दिए, उनमें से तीन उड़ते समय, उत्पन्न करते समय नहीं (मैकनी, 2020)।
- सभी मौसम में नियंत्रण. तूफान, अस्थिरता, बर्फबारी, बिजली और अचानक शांत सभी एक स्वायत्त प्रतिक्रिया की आवश्यकता है। एक टेथर ब्रेक कभी भी किसी खतरनाक जगह पर कछुए या भारी लाइन नहीं रखना चाहिए।
- हवाई क्षेत्र और भूमि. एक 800 मीटर के टेथर पर 400 मीटर की दूरी पर एक कछुए ने एक बड़े आकार को साफ किया। विमानन प्राधिकरणों को इसे स्वीकार करना होगा और उड़ान लिफाफे के नीचे की भूमि को लोगों और सड़कों से साफ रखना होगा।
- 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.
- आकार. लॉयड की शक्ति पंख के क्षेत्र के साथ बढ़ती है और एक बड़े पंख को प्रक्षेपित करना और उतरना कठिन होता है। मकानियों के एम600 में 26 मीटर (X) का पंख था; स्काईसेल्स का सबसे बड़ा घोषित कछुए 450 किलोवाट इकाई के लिए 450 वर्ग मीटर है। एक5मेगावाट हवाई प्रणाली, जो कि आधुनिक समुद्री टर्बाइन के आकार की है, अभी भी एक ड्राइंग है।
वास्तविक परियोजनाएँ, मापी गई
इस क्षेत्र में परिणामों के साथ उदार रहा है और लंबे समय तक डेटा से बचाया गया है। यह जाँच के लिए किया जा सकता है।
| परियोजना | डिज़ाइन | इसका क्या परिणाम हुआ | क्या हुआ |
|---|---|---|---|
| माकानी M600 (यूएस, गूगल X, 2006 से 2020) | 600 किलोवाट कठोर पंख,8बोर्ड रोटर,440 मीटर संचालित टेथर | 28.9 घंटे स्वायत्त उड़ान, 22.7 घंटे क्रॉसविंड; सर्वश्रेष्ठ लूप 290 किलोवाट, सबसे अच्छा दस मिनट औसत 196 किलोवाट 10 से 13 मीटर / सेकंड हवा में; पहली नौसेना उड़ान नार्वे में एक तैरने वाले प्लेटफॉर्म से, अगस्त 2019 | Closed February 2020: “the road to commercialization is longer and riskier than hoped”. The team’s own verdict: the M600 airframe “is fundamentally unable to generate 600 kW at 11 m/s”. Reports, code and flight logs released in September 2020 |
| स्काईसेल पावर (जर्मनी) | एक जमीनी विंच पर 180 m² तक के नरम उड़ते हैं; 200 kW तक साइकिल शक्ति (PN-14, अब वेन्यो के रूप में बेचा जाता है) | 2019 से Klixbüll में प्रोटोटाइप 120 m² तक के पतंगों के साथ संचालित, किसी भी हवाई प्रणाली का सबसे लंबा रिकॉर्ड; जनवरी 2023 से मॉरीशस में एक 800 m अधिकतम टेथर पर 200 से 400 मीटर तक उड़ान भरने वाला एक 120 m² पतंग; ताइवान में पहली उड़ान 1 जुलाई 2025 को होगी। | Selling units; the company quotes up to 760 MWh a year per unit at good sites, a manufacturer figure, not an independent measurement. A 450 kW model (KYO) is announced with first deliveries expected in the second half of 2028 |
| काइटपावर (नीदरलैंड्स, टीयू डेल्फ़्ट से) | 100 वर्ग मीटर सॉफ्ट कबूतर, 350 मीटर टेथर,6मीटर कंटेनर में जमीन जनरेटर | 130 किलोवाट तक रिलिंग के दौरान, प्रति चक्र लगभग 100 सेकंड; नीदरलैंड में एक निर्माण स्थल पर पायलट, आयरलैंड में आरडब्ल्यूई के साथ बेलाकोरिक और अरूबा पर | मोबाइल, अस्थायी शून्य उत्सर्जन ऊर्जा के रूप में विपणन किया जाता है, उदाहरण के लिए डीजल जनरेटरों को बदलने के लिए |
| काइटमिल (नॉर्वे) | एक जमीनी विंच पर ढीली ग्लाइडर उड़ती है | यह 350 मीटर से ऊपर उड़ने वाले लिस्टा, वैन्से में परीक्षण स्थल है। | विकास जारी है; कोई सार्वजनिक दीर्घकालिक आउटपुट डाटा नहीं |
| Ampyx Power (नीदरलैंड्स, 2008 से 2022 तक) | एक जमीन विंच पर कठोर स्वायत्त ग्लाइडर; पहला पूरी तरह से स्वचालित बिजली उत्पादन 2012 में | एपी-3 तक विकसित प्रोटोटाइप | भुगतानों का निलंबन 19 अप्रैल 2022, एक योजनाबद्ध वित्त पोषण दौर के बाद4मई 2022 को दिवालिया घोषित किया गया |
स्रोत: माकान, द एनर्जी क़ुतुब, 2020; एक्स, माकन; स्काईसेल्स पावर; क़ूतूबापोर; क़ुतुबमिल्ल; अम्पीक्स पावर।
इस सूची में दो तथ्य ध्यान देने योग्य हैं। पहली बार, मकान की सबसे अच्छी दस मिनट औसत उसकी रेटिंग शक्ति का एक तिहाई था और केवल पांच में से एक लूप ने शुद्ध ऊर्जा उत्पन्न की, अधिकांश अन्य परीक्षण चाल, हल्की हवाओं और उड़ान भरने के लिए थे। दूसरा, आज के सबसे परिपक्व प्रणालियां 100 से 200 किलोवाट की जमीन-जनरेशन सॉफ्ट क्रूज हैं, जो एक विशिष्ट समुद्री टर्बाइन की तुलना में दस गुना छोटे हैं, जिन्हें उन स्थानों के लिए बेचा जाता है जहां एक टर्बाइन बनाने में कठिनाई होती है: द्वीप, दूरस्थ स्थल, अस्थायी बिजली। उड़ान परीक्षण के दो दशकों की समीक्षा एक ही संतुलित दृष्टिकोण तक पहुंचती है: नियंत्रण ने उल्लेखनीय प्रगति की है, और लंबी अवधि, पूरी तरह से स्वायत्त संचालन सीमा (Vermillion et al., 2021) बना हुआ है।
कितना खर्च होगा
इसकी कोई निश्चित मात्रा नहीं है, केवल अनुमानित मात्रा है, इसलिए इसे लेकर संदेह है।
| विकल्प | प्रति किलोवाट- घंटा | संख्या की स्थिति |
|---|---|---|
| नया अनसब्सिडी पवन फार्म | $0.027 to $0.073 | बाजार डेटा, Lazard LCOE+ 2024 |
| नया समुद्री पवन फार्म | $0.074 to $0.139 | Market data, Lazard 2024 |
| गैस शिखर संयंत्र | $0.110 to $0.228 | Market data, Lazard 2024 |
| एक इमारत पर छत पर सौर, हमारा मानक | $0.19 central | फ़ैन वाल मॉडल; व्यावसायिक छत $0.09 to $0.20 में लाज़र्ड, 2026 |
| स्काईसेल्स केओ 450 किलोवाट, लक्ष्य | 10 सेंट के नीचे | निर्माता लक्ष्य, अभी तक नहीं दिया गया |
| एम600 | प्रकाशित नहीं | टीम ने लिखा कि यह “अस्पष्ट” है कि क्या ऐसी प्रणाली पारंपरिक टर्बाइनों के साथ एक प्रतिस्पर्धी एलसीओई तक पहुंच सकती है। |
इसका अर्थ है कि प्रत्येक वायुमंडलीय पिंड का एक निश्चित वेग होता है। एक समुद्री पवन फार्म के लिए, टर्बाइन स्वयं ऊर्जा की लागत का आधे से भी कम है; सड़कें, नींव, केबल, ग्रिड कनेक्शन, स्थापना, संचालन और वित्त शेष को बनाते हैं। इनमें से लगभग 52% (Makani, 2020) का “सिस्टम के संतुलन” पर खर्च होता है। इसलिए टॉवर स्टील का 90% बचाने से बिजली की कीमत में 90% तक कमी नहीं आती है। $0.03 to $0.07 पर समुद्री हवा को हराने के लिए, एक पतंग को टर्बाइन की उच्च उपलब्धता, इसकी 25 वर्षों की डिजाइन जीवन और कम रखरखाव से भी मेल खाना चाहिए। 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.
जहां यह जीत सकता है, और जहां यह नहीं कर सकते
यह जीत सकता है:
- रिमोट तथा द्वीप ग्रिड जो आयातित डीजल पर चलती हैं, अक्सर कई बार मुख्य भूमि बिजली की कीमतों पर, जहां टर्बाइन को शिप करना और स्थापित करना मुश्किल है और एक कंटेनरीकृत ग्राउंड स्टेशन आसान है।
- अस्थायी शक्ति: निर्माण स्थल, आपदा राहत, सैन्य और अनुसंधान शिविर, घटनाएं, जहां कुछ महीनों के लिए एक टर्बाइन का निर्माण नहीं किया जा सकता है।
- गहरा पानी समुद्र तट, लंबे समय में, जहां एक हल्का तैरने वाला भूमि स्टेशन तैरने वाले टर्बाइन की तुलना में बहुत कम खर्च हो सकता है। यह पुरस्कार नॉर्वे में मकान और शेल द्वारा परीक्षण किया गया था, और यह अभी भी साबित नहीं हुआ है।
- उच्च पर मजबूत हवाओं के साथ स्थान लेकिन हब ऊंचाई पर कमजोर हवाएं, उदाहरण के लिए, कठोर भूमि पर, जहां एक पतंग की ऊंचाई सबसे अधिक मायने रखती है।
यह जीत नहीं सकता:
- शहरों में या इमारतों पर. उड़ान लिफाफा सैकड़ों मीटर चौड़ा है।
- आज, अच्छे स्थानों पर समुद्री हवा के खिलाफ. टर्बाइन परिपक्व, बैंक योग्य और सस्ते हैं; एक नई प्रौद्योगिकी को उधारकर्ताओं द्वारा इस तरह से व्यवहार करने से पहले बीस साल की विश्वसनीयता साबित करनी पड़ती है।
- हवाई अड्डों और व्यस्त हवाई क्षेत्र के पास, या जहां उड़ान पथ के नीचे भूमि को साफ नहीं रखा जा सकता है।
क्या साबित, plausible और अनुमानित है
परीक्षण: क्रॉसविंड उड़ान के शक्ति नियम (लोयड, 1980), कई उड़ान परीक्षणों में पुष्टि की गई; कि टेथेरेड पंख घंटों के लिए स्वतंत्र रूप से बिजली उत्पन्न कर सकते हैं, पंपिंग चक्रों और ऑनबोर्ड रोटरों के साथ; कि एम600 ने 196 किलोवाट का एक सर्वश्रेष्ठ दस मिनट औसत उत्पादन किया; कि जमीन-जनरेशन सॉफ्ट कबूतरों को 100 से 200 किलोवाट तक लॉन्च किया जा सकता है, उड़ाया जा सकता है और कंटेनर आकार के स्टेशन से उतरा जा सकता है; कि हवा की गति और ऊर्जा घनत्व औसतन ऊंचाई के साथ बढ़ते हैं।
संभावित: कुछ सौ किलोवाट की भूमि-जनन प्रणालियां दूरस्थ स्थानों पर उच्च उपलब्धता तक पहुंच सकती हैं; कि प्रति किलोवाट सामग्री का उपयोग टर्बाइनों की तुलना में बहुत कम है; कि समुद्री तैरने वाले पतंगों को बहुत हल्के प्लेटफार्मों की आवश्यकता हो सकती है; कि हवाई प्रणाली एक ही स्थान पर एक टर्बाइन की तुलना में प्रति वर्ष अधिक घंटे उपयोगी उत्पादन उत्पन्न करती है क्योंकि वे स्थिर हवाओं तक पहुंचती हैं।
अनुमानित: इनमें से कुछ हैं: प्रति किलोवाट घंटे की लागत, जो समुद्री हवा के मुकाबले अधिक है; मेगावाट-स्तरीय कबूतर; कई कबूतरों का फार्म, जो बिना किसी हस्तक्षेप के एक साथ उड़ते हैं; कबूतरों, टेथरों और ड्रमों के लिए बीस साल का जीवनकाल; बीमा और प्रमाणन ढांचे, जो टर्बाइनों के समान हैं।
खोज प्रश्न खोलें
- कैसे विश्वसनीय हो सकता है पूर्ण स्वतंत्र प्रक्षेपण और अवतरण हो गया, हवा के झोंके में हजारों चक्रों पर मापा?
- क्या है वास्तविक वार्षिक ऊर्जा उपज एक ज्ञात स्थान पर एक इकाई के, स्वतंत्र रूप से मापा गया है एक पूरे वर्ष के लिए, और यह कैसे तुलना करता है इसके बगल में एक टर्बाइन?
- Tethers और कपड़ा कबूतर चक्रीय लोडिंग और पराबैंगनी प्रकाश के तहत कितना समय तक रहते हैं, और विफलता से पहले पहनने का पता कैसे लगाया जाता है?
- एक खेत में उड़ने वाले पतंगों को कितनी दूरी पर स्थानांतरित किया जा सकता है और वे एक दूसरे के पीछे कितना समय खोते हैं?
- क्या हवाई क्षेत्र नियम टेथर्ड पंखों के लिए समझ में आता है, और कैसे उड़ने वाले विमानों द्वारा प्रज्वलित और पता लगाया जाना चाहिए?
- पक्षी क्या करते हैं पक्षियों और भालू? लगभग कोई क्षेत्रीय डेटा नहीं है और धीमे नरम पत्ते और तेज कड़े पंखों के लिए जवाब अलग हो सकता है।
- क्या अंतरिक्ष में तैरने वाले स्थलीय स्टेशन तूफानों से उतनी ही कीमत पर बच सकते हैं जितनी कि तैरने वाले टर्बाइन?
एक कार्यशील प्रोटोटाइप को क्या चाहिए
एक छोटी टीम के लिए अच्छी खबर यह है कि एक पंपिंग कबूतर का परीक्षण मामूली पैमाने पर किया जा सकता है, और भौतिकी की गणना पंख क्षेत्र के साथ एक अनुमानित तरीके से की जाती है।
| चरण | कार्य | यह सक्षम करता है | अनुमानित लागत | समय |
|---|---|---|---|---|
| 0. डेस्क स्टडी | लक्ष्य साइट के लिए लॉयड और चक्र मॉडल, खुले उपकरणों और मकानियों के प्रकाशित कोड का उपयोग करते हुए; एक लिडार अभियान या पुनर्विश्लेषण से 100 से 500 मीटर पर हवा डेटा | इसकी ऊँचाई पर हवा का प्रभाव क्या है? | $10k to $30k | 2 से3महीने |
| 1. बल परीक्षण | लोड-सेल-संचालित टेथर और विंच पर 10 से 20 वर्ग मीटर का पखवाड़ा, जो कि हाथ से उड़ाया जाता है फिर ऑटोपायलट के साथ | लोइड के विरुद्ध मापा गया टेथर बल तथा शक्ति वक्र | $30k to $80k | 6 महीने |
| 2. कार्यात्मक मॉडल | एक 10 से 30 किलोवाट ग्राउंड स्टेशन: ड्रम, मोटर-जनरेटर, पावर इलेक्ट्रॉनिक्स, ऑटोपायलट; लॉग इन और आउट ऊर्जा हर चक्र के लिए | प्रति दिन नेट मापा गया kWh और पायलट के बिना स्वचालित चक्र | $150k to $400k बाइट्स | 12 माह |
| 3. Pilot | एक दूरस्थ या अस्थायी साइट पर 100 किलोवाट-वर्ग इकाई, एक पूर्ण वर्ष के लिए मापा गया आउटपुट और उपलब्धता, वन्यजीव निगरानी के साथ | वास्तविक वार्षिक उपज, प्रति किलोवाट घंटे लागत, रखरखाव | $1M to $3एम | 18 से 24 महीने |
इस पृष्ठ के लिए एक कार्यशील मॉडल का अर्थ है चरण2: एक ग्राउंड स्टेशन जो पूरी पंपिंग चक्र चलाता है और प्रत्येक लॉग किए गए चक्र के साथ बैटरी या ग्रिड में मापी गई शुद्ध ऊर्जा डालता है। एक कछुए को रस्सी पर कसकर खींचना अभी तक बिजली का स्टेशन नहीं है।
हम जो जरूरत है
- उड़ान नियंत्रण इंजीनियर स्वायत्त ड्रोन या पतंगों के अनुभव के साथ: उड़ान भरने, उतरने और दोष निपटान अधिकांश काम है।
- Aerodynamicists कछुए और पंख डिजाइन के लिए, जिसमें टेथर ड्राइव और लचीली संरचनाएं शामिल हैं।
- पावर-इलेक्ट्रॉनिक्स और ड्राइव इंजीनियर विंच मोटर-जनरेटर, रील-इन चरण और ग्रिड कनेक्शन के लिए ऊर्जा भंडारण के लिए।
- Materials engineers tethers, fabrics और fatigue testing के लिए।
- हवामानविद 50 से 600 मीटर तक हवाओं को मापने के लिए लिडार अनुभव के साथ।
- विमानन विनियमन विशेषज्ञ उड़ान अनुमतियों और हवाई क्षेत्र आरक्षण को सुरक्षित करने के लिए।
- Ecologists पक्षियों और व्हेल निगरानी डिजाइन करने के लिए।
- एक मेजबान साइट: एक द्वीप, एक दूरस्थ समुदाय, एक खदान या खुला भूमि और समर्थक पड़ोसियों के साथ एक बड़ा खेत।
एक बेहतर विचार है?
कुछ लोगों का मानना है कि यह एक ऐसी शक्ति है जो किसी को भी अपने लक्ष्य की ओर ले जा सकती है। एक विचार को पेश करने के लिए, एक कार्यशील, वास्तविक जीवन मॉडल की आवश्यकता होती है जो वास्तव में शक्ति उत्पन्न करता है, जिसका उत्पादन किसी उपकरण पर मापा जाता है, न कि दावा किया जाता है। एक ऊर्जा कबूतर के लिए इसका मतलब है एक भूमि स्टेशन जो अपने आप पर पंपिंग चक्रों को पूरा करता है और नेट ऊर्जा लॉग देता है। यदि आपका विचार और विचारों के साथ-साथ आपके विचार भी हैं, तो हम आपको इस लेख में शामिल कर सकते हैं। लेकिन एक कार्यशील मॉडल के बिना पूंजी जुटाना बहुत मुश्किल है, और यहां कोई भी धन, लाभ या परिचय का वादा नहीं करता है।
योगदान फ़ॉर्म के माध्यम से अपने विचार या उड़ान डेटा भेजें: समस्या जो यह हल करता है, भौतिकी जाँच, मापा गया या अनुमानित आउटपुट, प्रति किलोवाट घंटे की एक अनुमानित लागत और सस्ता परीक्षण जो इसे गलत साबित कर सकता है। अन्य दिशाओं के लिए energy alternatives compared और हमारे अपने खुले Fan Wall research देखें।
स्रोत
- एल.एल.बी। (1980). वायुमंडलीय दाब (वाष्पीकरण) के कारण वायुमण्डल में ऊष्मा उत्पन्न होती है। Journal of Energy 4(3), 106-111.
- Makani Technologies (September 2020). The Energy Kite, Part I: फ्लाइट टेस्ट सांख्यिकी, M600 प्रदर्शन की कमी, FCW-01 समुद्री उड़ान और ऊर्जा लागत विश्लेषण। उदाहरण के लिए, I और II।
- X, चंद्रमा शॉट कारखाने. माकान: M600, ऊर्जा कबूतर संग्रह और 2020 में बंद हो जाना।
- Vermillion, C., Cobb, M., Fagiano, L., Leuthold, R. et al. (2021). इसका प्रयोग मुख्यत: दो प्रकार से किया जाता है :- वायुयान के परीक्षण और वायुयान की गति का मापन। कण्ट्रोल में वार्षिक समीक्षाएं 52, 330-357।
- चेरुबिनी, ए., पेपिनी, ए., वर्टेकी, आर. और फोंटाना, एम। (2015). वायुयान में प्रयुक्त ऊर्जा प्रणाली: प्रौद्योगिकी की समीक्षा। नवीकरणीय और टिकाऊ ऊर्जा समीक्षाएं 51, 1461-1476।
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