Beberapa bahasa di situs ini mungkin telah diterjemahkan oleh mesin dan mungkin mengandung kesalahan. Bantu memperbaikinya Baca bahasa Inggris aslinya
Turbin angin lepas pantai berdiri di langit tenggelam ungu dan oranye, matahari di cakrawala di atas laut biru gelap.
Green Initiative · Penelitian Terbuka

The Fan Wall

Kami memutuskan untuk menutupi sebuah gedung dengan kipas komputer yang membuat listrik dari angin. Fisika mengatakan tidak pada versi itu. Itu juga menunjukkan satu yang lebih baik. Inilah semua matematika, apa yang terbukti, apa yang tidak, dan apa yang diperlukan untuk menemukannya.

掬茶, via Wikimedia Commons (CC BY-SA 4.0)

Setiap turbin angin yang Anda lihat mengikuti logika yang sama: satu rotor setinggi mungkin, setinggi mungkin. Ini bekerja dengan brilian, dan membutuhkan derek, tanah terbuka dan izin bertahun-tahun. Pertanyaan kita adalah sebaliknya. Bisakah banyak rotor kecil, yang dibangun di tempat-tempat dimana kota sudah ada, menghasilkan listrik dengan harga yang masuk akal? Ide Fan Wall pertama kali diusulkan dalam Local Solar System Foundation pada tahun 2020; halaman ini adalah model terbuka dan diperbarui.

Halaman ini ditulis untuk orang-orang yang mungkin mendanai, membangun atau menguji ide. Ini sengaja bukan brosur penjualan. Kami melakukan perhitungan untuk desain pertama kami, menemukan di mana kegagalannya, merancang ulang, dan melakukan perhitungan lagi. Versi singkatnya: sebuah dinding kipas komputer di sebuah fasad tidak dapat bekerja, mahkota rotor yang lebih besar pada ujung atap yang berangin dapat membuat listrik nyata, dan itu tidak akan mengalahkan panel surya dalam harga kecuali beberapa hal yang dapat kita uji menjadi baik. Setiap angka di bawah ini berasal dari model terbuka kami (kode, data).

2.2%dari kecepatan angin, paling banyak, bisa melewati kipas yang dipasang datar pada fasad tertutup: udara tidak punya tempat untuk pergi
159 kWhper m² per tahun dari mahkota yang diperbaiki pada situs berangin 6.5 m/s (tengah; rentang 43 hingga 509)
225 kWhper m² per tahun dari panel surya atap di gedung yang sama (pusat)
$0.84per kWh untuk mahkota yang diperbaiki, kasus pusat, situs berangin (rentang $0.14 to $6.30); surya atap: $0.19

Versi 1, dan mengapa itu tidak bekerja

Ide pertama adalah sebuah fasad bangunan, panjang 40 m dan tinggi 15 lantai, tertutup sekitar 110.000 kipas 120 mm, masing-masing berjalan mundur sehingga motornya menjadi generator. Ini adalah gambar yang indah. Hal ini gagal karena tiga alasan, menurut urutan pentingnya.

Elevasi depan versi 1 Fan Wall, panjang 40 meter dan tinggi 15 lantai, tertutup dalam modul penggemar kecil, dengan seorang orang dan sebuah bus untuk skala.
Versi 1: 1.800 m² fasad yang ditutupi dengan kipas 120 mm. Local Solar System Gambar konsep fondasi.

**1. Udara tidak dapat melewati dinding tertutup. ** Sebuah turbin mengambil energi dari udara yang mengalir melaluinya. Pada fasad yang kokoh angin berhenti (insinyur menyebutnya stagnasi) dan menyelam ke atas, ke bawah dan ke samping. Bahkan jika setiap kipas memiliki celah 30 cm di belakangnya, terbuka di sisi dan atas, kontinuitas menetapkan batas keras: semua udara yang memasuki 1.800 m² kipas harus meninggalkan sekitar 39 m² celah, sehingga dapat melewati kipas pada tidak lebih dari 2,2% kecepatan angin. Daya berjalan dengan kubus kecepatan, jadi dinding akan tetap jauh di bawah 0.01% dari apa yang penggemar yang sama akan membuat berdiri bebas. Pengukuran di balik pelapisan berventilasi nyata setuju: 0,2 hingga 0,6 m / s aliran udara rongga dalam angin hingga 5 m / s (Salonvaara et al., 2007). Ganti model 3D di atas ke versi 1 untuk melihatnya: garis angin berhenti di dinding dan meluncur pergi.

Bagian melalui gedung: angin stagnan di fasad tertutup dan naik untuk berbalik ke tepi atap, di mana mahkota modul duduk.
Dimana udara bisa pergi. Gambar konsep, model versi 2.

2. Tiny blades work badly. A 120 mm fan blade has a chord of about 2 cm. Udara di sekitarnya bergerak pada bilangan Reynolds dekat 10.000, sebuah rezim dimana sayap kehilangan sebagian besar rasio angkat-ke-tahan mereka: sayap yang halus meningkatkan “lebih dari satu urutan besaran” di atas bilangan Reynolds kritis sekitar 70.000 (Lissaman, 1983). Turbin skala sentimeter yang diukur mencapai koefisien daya sekitar 9% (Howey, Bansal dan Holmes, 2011); rotor kipas komputer 10 cm digunakan sebagai turbin mengirimkan 28 mW pada 5 m / s, sekitar 4% dari kekuatan angin di atasnya oleh perhitungan kami (Federspiel dan Chen, 2003). Kipas komputer dibentuk untuk mendorong udara, bukan untuk ditekan olehnya.

Enam kotak hitam 80 mm kipas komputer dengan kabel mereka dan pelindung jari kabel, pada latar belakang putih.
Kipas komputer standar 80 mm. Versi 1 membayangkan sekitar 110.000 sepupu mereka yang sedikit lebih besar 120 mm pada satu fasad. Photo: cappie2000 (public domain)

**3. Ribuan generator kecil membuang apa yang mereka buat. ** Sebuah motor kipas yang menghasilkan sebagian dari satu watt pada beberapa volt dapat kehilangan 10 hingga 40% dalam sebuah retriever diode saja. Perkiraan kami untuk seluruh rantai dari kipas ke grid adalah 54%.

Bahkan mengabaikan alasan pertama sepenuhnya (dinding penggemar berdiri sendiri), versi 1 akan membutuhkan biaya sekitar $4.20 per kWh on a windy coast and $18 di kota, dua puluh hingga seratus kali harga surya atap.

Fisika yang menetapkan batas

Tenaga yang dibawa oleh angin melalui suatu area A adalah P = ½ ρ A v³, dengan kepadatan udara ρ = 1.225 kg/m³. Kubus adalah segalanya: pada 6 m/s satu meter persegi membawa 132 W, pada 12 m/s 1.058 W. Rata-rata selama satu tahun, atap kota dengan angin rata-rata 4 m/s menawarkan sekitar 75 W per m²; pantai yang terpapar pada 6.5 m/s sekitar 321 W per m².

Batas Betz. Tidak ada rotor terbuka yang dapat mengekstrak lebih dari 16/27 ≈ 59.3% dari tenaga yang mengalir melalui areanya, karena udara harus terus bergerak keluar dari jalan.

Apa yang rotor kedua dapat menambahkan. Dua rotor dalam seri (seperti tahap mesin jet) dapat mencapai paling banyak 16/25 = 64% dari daya melalui area satu rotor, dan tak terhingga hanya 2/3 (Newman, 1986). Mesin jet menumpuk tahap karena ia mendorong udara melalui inti tertutup dengan perbedaan tekanan besar dari bahan bakar terbakar. Angin bebas tidak menawarkan tekanan seperti itu: setiap tahap tambahan memperlambat udara lebih jauh, dan udara lambat tumpah di sekitar perangkat. Keuntungan yang diukur dari rotor angin berputar bertentangan berkisar antara 0 hingga 60%, tetapi pengujian terbaru yang terkontrol dengan baik mengumpulkan pada 2 sampai 10% (Adema et al., 2026 review).

Apa yang bisa ditambahkan oleh stator vane. Rotor meninggalkan udara berputar, dan putaran itu kehilangan energi. Pada rasio kecepatan ujung rendah dari rotor kecil kerugiannya besar: rotor Glauert ideal mencapai 0,42 pada rasio kecepatan ujung 1, 0,51 pada 2 dan 0,57 pada 5. Permanen miring di belakang rotor dapat memulihkan sebagian dari itu. Tidak ada yang mengukur ini pada turbin angin; pada propeler pesawat seperti itu memberikan 2 hingga 5% (Li et al., 2017).

Apa yang bisa ditambahkan oleh saluran. Saluran dengan pinggir datar (“lensa angin” dari Universitas Kyushu) menurunkan tekanan di belakang rotor dan menarik lebih banyak udara melaluinya. Dalam tes terowongan angin, diffuser berbingkai kompak meningkatkan koefisien daya dari 0,37 untuk rotor telanjang hingga antara 0,7 dan 0,88, relatif terhadap area rotor, tetapi hanya 0,48 sampai 0,54 relatif terhadap seluruh bingkai (Ohya dan Karasudani, 2010). Itulah masalahnya: per meter persegi dari area frontal, saluran tidak pernah mengalahkan batas Betz, “dalam praktik faktor peningkatan daya di atas 3 tidak pernah tercapai”, dan turbin saluran telah memiliki “lebih dari 50 tahun. Sejauh ini tanpa kesuksesan komersial apapun” (van Bussel, 2007). Upaya terbaru yang paling mahal, FloDesign/Ogin, membuang turbinnya dalam waktu enam bulan dan dilikuidasi pada tahun 2017 (Gipe, 2017).

Lima turbin angin kecil pada tiang putih tinggi, setiap rotor dikelilingi oleh cincin bulat dengan tepi datar, melawan langit berawan.
Turbin lensa angin di kampus Ito dari Universitas Kyushu, Jepang: setiap rotor berputar di dalam cincin dengan tepi datar, ide saluran modul kami meminjam. Photo: Hot cake syrup, CC BY-SA 3.0

Ukuran penting karena bilangan Reynolds. Kami menghitung rotor yang terbaik pada setiap ukuran dengan model momentum elemen bilah (optimum Glauert dengan rotasi sinar, kerugian ujung dan hub, dan rasio angkat-ke-drag yang jatuh dengan bilangan Reynolds, dari airfoils rendah Reynolds yang diukur seperti Selig’s SG6043):

Diameter rotorBlades, tip-speed ratioBilangan Reynolds (jari 75%)Desain terbaik Cp
4 cm8, 1.254,5000.23
12 cm (kipas komputer)8, 1.512,0000.29
25 cm8, 2.020,0000.36
50 cm (modul diperbaiki)6 sampai 7, 2.543,0000.39 to 0.40
1 m6, 3.074,0000.42
7 m (turbin kecil)8, 4.5265,0000.49

Ini adalah plafon untuk tujuan-dibangun pisau, sebelum kehilangan dunia nyata. Sebagai periksa, turbin portabel 39 cm yang dirancang khusus diukur 0.32, dimana model kami memberikan sekitar 0.39 untuk ukuran itu (Kishore, Coudron dan Priya, 2013): oleh karena itu kami asumsikan bahwa perangkat keras pertama mencapai 65 hingga 90% dari nilai desain, dan jauh lebih sedikit untuk rotor sentimeter, di mana pemisahan laminar mendominasi.

Sebuah turbin angin model tiga-bilah kecil di menara tipis dalam terowongan angin, di depan grid besar dari lempeng logam yang digerakkan oleh motor.
Sebuah turbin angin model di terowongan angin di Universitas Oldenburg, Jerman, di depan grid aktif dari flaps yang digerakkan motor yang menggerakkan udara ke turbulensi terkontrol. Fase 1 dari peta jalan kami adalah tes semacam ini. Photo: Schottler, Reinke, Hölling, Whale, Peinke and Hölling, CC BY 3.0

Arah angin. Modul tetap hanya menggunakan bagian angin yang bertiup ke dalamnya. Daya turun kira-kira dengan kubus sudut ketidakseimbangan untuk rotor terbuka dan lebih lembut untuk saluran (Tamaro et al., 2024; Richmond-Navarro et al., 2022). Dengan angin yang sedang, modul yang menghadapnya menyimpan sekitar 47% energi yang rotor selalu bersesuaian akan mendapatkan. Versi 1 mengasumsikan 100%.

Desain yang lebih baik: mahkota di tepi atap angin

Ambil semua di atas dan desain hampir menulis dirinya sendiri: rotor yang lebih besar dimana bilangan Reynolds adalah lebih baik, dalam saluran yang melindungi dan mempercepat mereka, berdiri bebas di mana udara dapat melewati, menghadapi angin yang melanda di tempat pada sebuah bangunan di mana alirannya paling kuat. Tempat itu adalah tepi atap. Udara yang menghantam fasad naik dan berputar di atas tepi; di atas pinggir atap angin angin adalah 1,06 hingga 1,25 kali kecepatan pada ketinggian atap, tetapi hanya 0,38 kali ketika tepi itu angin turun (Mertens, 2006).

Setiap modul adalah 725 mm persegi: rotor tujuh-bilah 0,5 m dalam saluran angin-lensa kompak, lima vane stator yang memulihkan beberapa swirl dan membawa generator 50 hingga 300 W, jaring pelindung stainless dan satu papan daya tertutup dengan pelacakan titik daya maksimum. Dua baris membuat mahkota tinggi 1,45 m pada rel baja di atas parapet. Satu orang bisa mengangkat modul keluar dan menukarnya.

Bagian melalui modul yang diperbaiki: jaring penjaga, rotor tujuh-bilah, saluran dengan tepi datar, stator vanes dan generator pod, dengan dimensi.
Modul yang diperbaiki. Gambar konsep, model versi 2.

Pedangnya tidak bisa ditebak. Model merancang mereka untuk bilangan Reynolds yang sebenarnya mereka akan melihat, sekitar 45.000 pada 6 m / s: chord 62 mm dekat akar melengkung ke 36 mm di ujung, lilitan dari 38 ° ke 10 °, rasio kecepatan tip desain 2,5. Pada 6 m/s rotor berputar pada sekitar 700 rpm; ujungnya bergerak pada sekitar 30 m/s dalam angin 10 m/s, kurang dari setengah dari 79 m/s dari ujung turbin besar.

Planform bilah dan tabel ikatan, twist, bilangan Reynolds dan lift-to-drag ratio pada tujuh radius.
Kotak dan putaran dari model momentum elemen-belahan.

Angka-angka yang jujur

Per meter persegi dari area frontal adalah cara yang adil untuk membandingkan: sebuah fasad, mahkota atap dan penghalang jalan raya semua bersaing untuk hal yang sama, permukaan menghadap angin. Nilai-nilai pusat, dengan rentang pesimistik-ke-optimistik penuh dalam model data. Energi termasuk arah angin, turbulensi (5 hingga 15% kerugian) dan ketersediaan (92 sampai 97%). Biaya energi: 20 tahun dengan diskon real rate 7%, pemeliharaan 2 sampai 5% dari investasi per tahun.

DesainCp di area depankWh per m² per tahun, situs / kota beranginFaktor kapasitas, angin / kotaBiaya terpasang per m²Biaya per kWh, angin / kotaPembayaran kembali sederhana pada $0.19/kWh
A. Versi 1, stock 120 mm fans (free-standing)0.04523 / 55.2% / 1.2%$765$4.21 / $18.0tidak pernah
A2. Rotor 120 mm custom0.08945 / 115.2% / 1.2%$805$2.23 / $9.45tidak pernah
B0. 0,5 m rotor terbuka, mahkota0.148125 / 349.3% / 2.5%$1,192$1.19 / $4.37tidak pernah
B. Diperbaiki: 0,5 m di saluran, stator, mahkota0.164159 / 4310.7% / 2.9%$1,074$0.84 / $3.10tidak pernah (kemungkinan terbaik: 4.5 tahun berangin)
B2. Sebagai B ditambah rotor yang berputar bertentangan0.174168 / 4610.7% / 2.9%$1,245$0.92 / $3.40tidak pernah
B3. B sebagai penghalang berdiri sendiri0.164128 / 328.6% / 2.2%$944$0.92 / $3.66tidak pernah
Panel surya di atap, gedung yang sama22512%$410$0.1910.6 tahun
Solar di bagian depan selatan1397.6%$630$0.4731 tahun
Turbin 10 kW, rotor 7 m pada tiang 18 hingga 30 m0.35 pada rotor31,600 / 10,300 kWh per turbin36% / 12%$8,910 per kW$0.35 / $1.0827 tahun angin

Apa yang ditulis di tabel:

  • Duct mendapatkan tempatnya, hanya. Per m² frontal, modul saluran (B) mengalahkan rotor yang sama di luar ruangan (B0) sekitar 10 hingga 30%, terutama karena mereka lebih toleran terhadap arah angin. Mereka juga memberikan seorang penjaga, sebuah tip yang lebih tenang dan tempat untuk stator.
  • Rotor kedua tidak membayar. Ini menambahkan sekitar 6% energi untuk 16% lebih mahal. Sebuah modul angin multi-tahap gaya mesin jet adalah fisika terbatas, bukan ambisi terbatas.
  • Hanya modul angin yang dibayar. Sebuah mahkota di sekeliling atap hanya memperoleh 55% per modul dibandingkan dengan sisi angin saja, karena sisi lain menghadap jauh dari angin yang melanda sebagian besar waktu. Pada bangunan referensi kami (40 × 20 m, tinggi 45 m) mahkota yang masuk akal hanya di sisi angin: 60 m², sekitar $64.000, sekitar 9.500 kWh per tahun pada situs berangin, 2.600 di kota. Uang yang sama dalam atap surya membeli sekitar 155 m² panel membuat sekitar 35.000 kWh per tahun.
  • Di kota-kota tidak dapat bersaing. Bangunan yang dipasang angin mikro memiliki rekor buruk: 26 turbin di Warwick Wind Trials rata-rata faktor kapasitas 0,85% (Encraft, 2009), dan tiga turbin di London Strata tower dimatikan setelah keluhan kebisingan dan getaran.

Untuk skala, armada angin kecil AS rata-rata memiliki faktor kapasitas 14 hingga 16% dan $6,680 to $9.630 per kW yang dipasang pada tahun 2024 dan 2025 (PNNL Distributed Wind reports). Crown kami mendarat di sekitar $ 6.300 per kW rating, dalam kisaran yang sama, yang merupakan tanda perkiraan biaya tidak fantasi.

Turbin angin kecil tiga-bilah dengan ekor kuning pada puncak menara tinggi, melawan langit biru di atas pohon.
Sebuah turbin angin kecil Bergey Excel di menara lattice di situs kompos Kota Portland, Oregon. Turbin kecil di tiang tinggi seperti ini adalah baris terakhir dari tabel di atas. Photo: Paul Gipe, CC BY-SA 4.0

Apa yang terbukti, masuk akal dan spekulatif

Dibuktikan (buku teks atau diukur): kekuatan angin dan batas Betz; plafon 16/25 untuk dua rotor; bahwa saluran meningkatkan daya per area rotor tetapi tidak melebihi sekitar Betz per area frontal; bahwa bilah kecil pada bilangan Reynolds di bawah sekitar 70.000 kehilangan efisiensi; bahwa dinding tertutup tidak memiliki aliran melalui; bahwa tepi atap mempercepat aliran angin ke atas; bahwa turbin mikro yang dipasang di gedung-gedung di kota-kota telah berprestasi buruk.

Plausible (didukung, tetapi tidak diukur untuk desain ini): rotor 0.5 m dirancang untuk Reynolds 45.000 mencapai koefisien daya sekitar 0,3 dan 0,55 pada area rotor dalam saluran berbingkai kompak; Efisiensi rantai 75% dari rotor ke grid dengan generator 50 hingga 300 W dan MPPT tingkat modul; biaya terpasang hampir $1.000 per m² untuk proyek pertama.

Spekulatif (harus diukur): berapa banyak saluran yang terpasang berdampingan kehilangan satu sama lain (kami asumsikan 10 hingga 30%); percepatan dan turbulensi nyata di puncak bangunan tertentu; ketahanan ribuan bearing selama 20 tahun dari angin, es dan debu; suara dan getaran yang dipancarkan ke dalam bangunan; interaksi hewan liar dengan saluran jaring (turbin besar membunuh diperkirakan 140.000 sampai 328.000 burung per tahun di AS (Kerugian, Will dan Marra, 2013); bangunan kaca membunuh 365 hingga 988 juta ((Inggris) Loss et al., 2014); tidak ada yang memiliki data untuk modul atap-tepi meshed).

Tiga lubang bulat di bagian atas melengkung dari menara kaca gelap, masing-masing memegang rotor turbin angin, melawan langit biru.
Tiga turbin angin dibangun di atas Strata SE1, sebuah menara perumahan di London, pada tahun 2012. Photo: Cmglee, CC BY-SA 3.0

Apa yang harus benar

Untuk mahkota di tempat yang berangin 6,5 m/s, biaya listrik tergantung pada dua hal yang bisa kita kerjakan: berapa banyak daya yang dapat dihasilkan setiap meter persegi area depan, dan berapa biaya instalasinya.

Cp di area depan$300 per meter persegi.$500 per meter persegi$800 per meter persegi.$1,100 per meter persegi
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

Di mana ia bisa menang, dan di mana ia tidak dapat

Ia bisa menang:

  • Gedung tinggi yang berangin dan situs pantai, sebagai pelengkap untuk surya: angin di tepi atap mencapai puncak pada malam hari, di musim dingin dan dalam badai, ketika panel surya menghasilkan sedikit.
  • Atap sudah penuh atau berbayang. A Crown menggunakan tepi, bukan area atap, dan tidak bersaing dengan panel, tanaman atau teras.
  • Kekuatan off-grid di mana kabel mahal: sensor, pencahayaan, peralatan telekomunikasi, stasiun cuaca di jembatan, tiang dan struktur pantai.
  • Hambatan yang sudah ada: penghalang kebisingan jalan raya dan kereta api, dinding laut dan parapet jembatan, di mana strukturnya dibayar.
  • Visibilitas dan pendidikan. Mahkota yang berputar adalah pernyataan publik bahwa panel surya tidak; sekolah, museum dan bangunan-bangunan penting menghargai hal tersebut.
Lebih dari selusin turbin angin putih kecil di tiang pendek berserakan di sepanjang atap datar di atas sebuah tanda toko, dengan pohon di belakangnya.
Lebih dari selusin turbin kecil di dua atap di Morro Bay, California, pada tahun 2011. Meletakkan rotor di atap mudah; membuatnya membayar adalah bagian yang sulit, seperti yang ditunjukkan oleh Uji Coba Angin Warwick. Photo: Paul Gipe, CC BY-SA 4.0

Ia tidak bisa menang:

  • Sebagai sumber listrik murah. Biaya Pengembangan Perkebunan Tenaga Angin dan Solar $0.04 to $0,10 per kWh; tidak ada di sebuah gedung yang mendekati.
  • Di jalan-jalan kota yang terlindung dan pinggiran kota rendah, di mana angin rata-rata adalah di bawah 4 hingga 5 m / s pada ketinggian atap.
  • Flat on a façade. Bagaimanapun rotor dirancang, dinding tertutup tidak memiliki aliran melalui.

Peta Jalan Pembangunan dan Biayanya

FaseBekerjaKeputusan yang memungkinkanPerkiraan biayaWaktu
0. studi desainDesain bilah dan saluran, CFD dari satu modul dan dari sebuah array 3 × 3, topologi listrik, model biaya dengan produsenApakah Cp di area frontal di atas 0,2 mungkin dalam sebuah array?$30k to $60k3 sampai 4 bulan
1. terowongan anginTiga rotor, tiga saluran, stator diaktifkan dan dimatikan, kemudian 3 × 3 array; 3 hingga 15 m / s, yaw 0 sampai 45 °Cp diukur, array loss, kecepatan start-up, noise$60k to $120k4 sampai 6 bulan
2. Modul PrototipeGenerator, papan daya, modul tertutup; ketahanan, es, hujan dan akustik tes (metode IEC 61400-11)Efisiensi dan ketahanan modul$50k to $100k6 bulan
3. pilot atap10 sampai 20 modul di ujung angin, anemometer ultrasonik atau lidar, satu tahun data, kamera alam liarReal kWh per m², ketersediaan, kebisingan di dalam gedung$80k to $150k12 bulan
4. Path produkTeknik struktural dan fasad, dasar desain IEC 61400-2, sertifikasi Inggris MCS 006 atau AS ACP 101-1, kepatuhan listrik dan kebakaran, asuransiSebuah produk yang pemilik bangunan bisa membeli$100k to $250k12 sampai 18 bulan

Fase 0 hingga 3 membutuhkan sekitar $220,000 to $430.000 dan dua tahun. Setiap fase memiliki titik berhenti yang jelas: jika terowongan angin tidak menunjukkan Cp frontal dekat 0.2 dalam sebuah array, kami berhenti di sana dan menerbitkan mengapa.

Siapa yang kita butuhkan

  • Aerodinamis dengan rendah Reynolds dan pengalaman ducted-rotor, untuk merancang dan meninjau bilah, saluran dan stator.
  • Sebuah universitas atau terowongan angin komersial, dengan insinyur CFD untuk merencanakan tes dan model interaksi array.
  • Insinyur elektronik daya untuk generator magnet permanen kecil, rektifikasi aktif, MPPT dan koleksi DC dari banyak modul.
  • Insinyur struktur dan fasad untuk beban angin pada mahkota (EN 1991-1-4 / ASCE 7), pemasangan, es dan kelelahan.
  • Akustik untuk suara dan getaran yang ditransmisikan ke dalam bangunan.
  • Spesialis angin perkotaan untuk mengukur dan memodelkan angin di pinggir atap calon sebelum apapun dibangun.
  • Sertifikasi dan kepatuhan: standar angin kecil (IEC 61400-2, -11, -12-1), listrik dan kode kebakaran, dan perusahaan asuransi yang bersedia untuk menutupi pilot.
  • Ekologi untuk merancang burung dan kelelawar pemantauan.
  • Manufacturing partner dalam injeksi cetakan atau rotomoulding untuk harga pisau dan saluran pada volume.

Ide yang lebih baik disambut.

The Fan Wall adalah salah satu jawaban atas pertanyaan yang lebih luas: bagaimana tempat-tempat di mana orang-orang sudah tinggal dapat menghasilkan, menyimpan atau menghemat energi bersih lebih banyak dibandingkan saat ini? Jika angka-angka di halaman ini meyakinkan Anda bahwa pendekatan yang berbeda akan lebih baik, kami ingin mendengarnya. Panas surya di atap yang juga menghasilkan panas, penyimpanan panas, energi yang diperoleh dari saluran air, panas limbah atau waktu permintaan yang lebih cerdas dapat mengalahkan mahkota angin pada banyak bangunan. idea radar membandingkannya, dan masing-masing memiliki artikel sendiri yang ditulis dengan kejujuran yang sama yang kami terapkan di sini.

Beberapa anggota Yayasan mungkin memiliki kontak yang bisa mendengarkan pitch. Untuk disampaikan, sebuah ide memerlukan model yang bekerja dan nyata yang benar-benar menghasilkan tenaga listrik, dengan outputnya diukur pada suatu instrumen, bukan diklaim; itulah mengapa halaman ini berakhir dengan terowongan angin dan pilot atap daripada gambar. Ide-ide kertas juga disambut: jika fisika dan angkanya kuat, kami bisa menerbitkannya di sini di situs web. Namun, mengumpulkan modal tanpa model yang bekerja sangat sulit, dan tidak ada jaminan pendanaan, keuntungan atau pengenalan. Standar adalah yang halaman ini mencoba untuk memenuhi: menunjukkan angka, mengatakan apa yang akan membuktikan Anda salah, dan mengusulkan tes termurah.

Sebuah anemometer ultrasonik putih dengan tiga pasang lengan sensor di atas tiang di atas rawa-rawa, dengan angin vane dan instrumen lainnya di atasnya.
Sebuah anemometer ultrasonik di Whim Moss, Skotlandia. Ini mengukur kecepatan angin dan arah dengan pulsa suara dan tidak memiliki bagian bergerak. Seorang pilot atap akan melacak angin di puncak dengan instrumen seperti ini. Photo: M J Richardson, CC BY-SA 2.0

Bagaimana Anda bisa membantu

  • Bawalah keahlianmu. Jika kamu bekerja di bidang apapun di atas, tawarkan tugas. Bahkan satu jam untuk menilai model kita adalah berharga.
  • Tawarkan atap yang berangin. Sebuah bangunan tinggi di pantai, bukit atau dataran terbuka dengan akses atap aman dapat menampung pilot. Katakan di mana dan anginnya kemana biasanya bertiup.
  • Share wind data. Satu tahun pengukuran angin dari atap, jembatan atau tiang pantai membantu kami memilih situs pilot.
  • Periksa matematika kita. The model Terbuka. Jika Anda menemukan kesalahan, katakan pada kami: kami lebih suka diperbaiki sekarang daripada setelah pilot.
  • Usulkan ide yang lebih baik. Kirim melalui formula kontribusi dengan masalah yang diselesaikan, periksa fisika, biaya kasar per kWh dan tes termurah yang dapat membuktikan bahwa itu salah.

Sumber

  1. (Inggris) Salonvaara, M., Karagiozis, A., Pazera, M. and Miller, W. (2007). Air cavities behind claddings: apa yang telah kita pelajari? Gedung X Konferensi.
  2. Lissaman, P.B.S. (1983). Low-Reynolds-jumlah sayap. Annual Review of Fluid Mechanics 15, 223-239.
  3. (Inggris) Howey, D.A., Bansal, A. and Holmes, A.S. (2011). Desain dan kinerja dari turbin angin berskala sentimeter untuk pengumpulan energi. Smart Materials and Structures 20, 085021.
  4. (Inggris) Federspiel, C.C. and Chen, J. (2003). Sensor bertenaga udara. Proceedings of IEEE Sensors 2003, 22-25 (dalam bahasa Inggris)..
  5. Dalam Newman, B.G. (1986). Multiple actuator-disc theory for wind turbines (dalam bahasa Inggris). Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics 24, 215-225 (dalam bahasa Inggris)..
  6. (Inggris) Adema, N. et al. (2026). Wind Energy Science 11, 2037-2051, termasuk tinjauan dari pengukuran keuntungan dual-rotor.
  7. (Inggris) ^ a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z (2017). Desain dan validasi eksperimental dari swirl recovery vanes untuk sistem propulsi propell. AIAA 2017-3571.
  8. Ohya, Y. dan Karasudani, T. (2010). Sebuah turbin angin tertutup menghasilkan daya keluaran tinggi dengan teknologi lensa angin. Energies 3(4), 634-649.
  9. van Bussel, G.J.W. (2007). Ilmu membuat lebih banyak torsi dari angin: eksperimen dan teori difusor yang dikaji ulang. Journal of Physics: Conference Series 75, 012010 (dalam bahasa Inggris)..
  10. (Inggris) Gippe, P. (2017). Dana pensiun Kiwi kehilangan $ 50 juta dalam Ogin ducted turbine fiasco.
  11. Giguère, P. dan Selig, M.S. (1998). Airfoils baru untuk turbin angin sumbu horizontal kecil. Journal of Solar Energy Engineering 120(2), 108-114 (dalam bahasa Inggris)..
  12. Kishore, R.A., Coudron, T. dan Priya, S. (2013). Turbin angin portabel skala kecil (SWEPT). Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics 116, 21-31 (dalam bahasa Inggris)..
  13. (Inggris) Tamaro, S., Campagnolo, F. and Bottasso, C.L. (2024). Pada kekuatan dan kontrol dari rotor yang tidak seimbang: di luar hukum kosinus. Wind Energy Science 9, 1547-1575 (dalam bahasa Inggris)..
  14. (Inggris) Richmond-Navarro, G., Uchida, T. and Calderón-Muñoz, W.R. (2022). Performa turbin angin tertutup dalam kondisi aliran turbulent yang berputar. Wind Engineering 46, 518-528.
  15. (Inggris) Mertens, S. (2006). Energi angin dalam lingkungan terbuat: efek konsentrator bangunan. Tesis PhD, TU Delft (setelah Mertens, 2003, Wind Engineering 27(6)).
  16. (Inggris) Encraft (2009). Warwick Wind Trials final report (dalam bahasa Inggris).
  17. Pacific Northwest National Laboratory (2025, 2026). Distributed wind market reports and technology data updates.
  18. Departemen Energi AS dan NREL (2025). Penentuan biaya sistem fotovoltaik surya, Q1 2025: atap komersial $1.95 to $1.98 per W.
  19. Lazard (Juni 2026). Levelized Cost of Energy+, versi 19.
  20. US Energy Information Administration (2025). Harga rata-rata listrik per sektor, 2024Eurostat, Statistik harga listrik.
  21. Loss, S.R., Will, T. dan Marra, P.P. (2013). Perkiraan kematian akibat tabrakan burung di fasilitas angin di Amerika Serikat yang berdekatan. Biologi Konservasi 168, 201-209.
  22. Loss, S.R., Will, T., Loss, S.S. dan Marra, P.P. (2014). Pertempuran-pertempuran besar terjadi di Amerika Serikat. The Condor 116(1), 8-23.
  23. (Inggris) Grant, A., Johnstone, C. and Kelly, N. (2008). Konversi energi angin perkotaan: potensi turbin yang dialirkan. Renewable Energy 33(6), 1157-1163. Ide yang terkait kami juga akan menguji: saluran melalui parapet didorong oleh perbedaan tekanan antara fasad dan atap.