Dinding
Satunggal rotor ageng, utawi saratus ewu ingkang alit? Kita nguji manawi tembok saking kipas alit, saben ukuranipun sami kaliyan kipas ingkang ngendhog komputer sampeyan, saged ngganti angin kutha dados listrik. Ing ngandhap punika matematika, kalebet pérangan ingkang boten gawéan.
Ing jaman biyèn, para ahli wis nganggep yèn bumi iku ora bisa dibentuk kanthi cara kang gampang kaya ta: ngethok-ethok lan ngethok-ethok. Dhèwèké iku juru main bal-balan. Ing jaman biyèn, wong-wong padha nglampahi wektu ing omah, ing kebon, lan ing pasar. Ana uga kang nganggep ide iki ora bener.
 dhuwur, 1,800 m² diliputi ing kira-kira 110,000 penggemar saka 120 mm, dikelompokake ing 6,900 modul plug-in. Local Solar System “Kaca-kaca ing bukuné”.)
Ide
Ing jaman saiki, komputer wis dadi piranti sing penting. Ing jaman biyèn, mesin iki digawé saka bahan kang ora bisa dicampur lan diolah. Put sixteen of them in a module the size of a pizza box, give each one a shaped funnel that speeds up the air, and cover a wall with thousands of modules.
If one fan breaks, the wall loses one hundred-thousandth of its output, and anyone with a screwdriver can replace it. Kapal iki bisa dioperasikaké kanthi standar. Ing papan iki bisa ditemokaké bangunan-bangunan kang ana ing pinggir dalan, utawa ing pinggir kali.
Ing ngendi bisa katon
Birds and bats. Large turbines are a real problem for wildlife: an estimated 140,000 to 328,000 birds die each year at monopole turbines in the contiguous United States alone (Loss, Will and Marra, 2013). 150 m rotor muter ing 10 rpm lan nglewati tip-tip blades ing π × 150 m × 10 / 60 s ≈ 79 m/s. A 120 mm fan behind a 10 mm mesh turns its tips at walking pace. Nanging ora ana sing bisa ngontrol lan ngawasi gawéan-gawéané, mula iku dadi masalah.
Siting. Angin cepet ing ngendi iku ditempelake: ing ndhuwur atap, ing pinggir bangunan, ing sacedhake dalan canyon. Ing wewengkon iki ora ana gunung. Saliyané iku uga bisa digawé saka bahan-bahan liyane.
(Ing basa Inggris, “a bridge” punika tembung ingkang dipun-ginakaken kanggé ngrujuk dhateng bangunan ingkang dipundamel saking watu utawi watu ingkang dipun-ginakaken kanggé ngasilaken tembok.) “Kaca-kaca” (gambar).
(A) = Adhedhasar data saka situs resmi FIFA. ^a: Adhedhasar data saka situs resmi UEFA. ^b: Adhedhasar data saka situs resmi FIFA. “Kaca-kaca” (gambar).
.
Logistik lan maintenance. Ora ana crane, ora ana spesialis, ora ana transportasi khusus. A whole 1,800 m² wall fits in about 1,700 cartons, four or five shipping containers.
.
Ingsun iku Sun. Ing mangsa panas, angin asring ngambang ing wayah wengi lan ing mangsa dingin, nalika panel surya kurang. Ing jaman iki, para ahli wis bisa nggabungake loro-loroné.
Fisika, kanthi matematika
Daya kang diangkut déning angin liwat wewengkon A ya iku P = ½ ρ A v³, ing ngendi ρ = 1.225 kg/m³ ya iku densitas udara lan v ya iku kecepatan angin. Kubus iku kabèh: ing6m/s siji mèter persegi duwé ½ × 1.225 × 6³ ≈ 132 W; ing 12 m/s duwé 1,058 W, watara wolu kali luwih.
Nanging ora bisa digawé saka banyu, amarga ora bisa digawé saka banyu. The Betz wates ngandika rotor kang dibukak bisa diekspresikaké paling ora 16/27 ≈ 59% saka kakuwatan kang metu liwat iku.
Rotor punika wujudipun ora sami kaliyan rotor ingkang ageng. Fisika iku basa kang nyinaoni perubahan.
Dhèwèké iku salah sijining tokoh utama. A 120 mm fan blade has a chord of about 2 cm. At 6 m/s its Reynolds number is Re = v × c / ν ≈ 6 × 0.02 / 0.000015 ≈ 8,000, a regime where blades lose most of their lift. Rotor2cm ingkang dipunrancang minangka turbin ing Imperial College sampun dumugi koefisien daya 9% (Howey, Bansal and Holmes, 2011). Saliyané iku, komputer uga bisa digawé dadi piranti kanggo ngontrol lan ngolah data. We therefore assume a rotor efficiency of 5% (pessimistic), 10% (central) or 20% (optimistic), and an electrical chain from fan to grid of 40, 55 or 70%.
Dhèwèké bisa nggambar. A diffuser with a broad brim, the “wind lens” developed at Kyushu University, multiplied the power of a rotor of the same diameter by about 2 to 5 (Ohya and Karasudani, 2010). But a duct takes frontal space: extracting much more than about half the power crossing the device’s frontal area has not been demonstrated (Dighe et al., 2018). Kacamatan iki dumunung ing Kabupatèn Ngawi.
With the central assumptions the whole wall makes 7 kW at 6 m/s, 34 kW at 10 m/s and 114 kW at 15 m/s. Fan size barely changes the power, since all sizes cover about 55% of the wall with spinning blades; it changes the parts count and the cost. Nanging, ora ana sing bisa njamin yèn bakal menang ing turnamen iki amarga jumlah peserta kurang.
Kepiye akeh energi ing taun
Nanging, ing jaman saiki ora ana sing bisa ngrampungaké masalah iki. We model three sites with a standard (Rayleigh) wind distribution: a city rooftop averaging 4 m/s, a highway barrier at 4.5 m/s and an exposed coast at 6.5 m/s. Real urban wind is weak: the UK Carbon Trust found few building sites reaching even 5 m/s (Carbon Trust, 2008), and 26 building-mounted micro turbines in the Warwick Wind Trials averaged a capacity factor of 0.85% (Encraft, 2009).
For scale, one ordinary 3 MW onshore turbine running at a 35% capacity factor produces 3 MW × 8,760 h × 0.35 ≈ 9.2 GWh a year: as much as about 65 coastal fan walls.
Apa sing bakal dibutuhake
We estimated every part per square metre: waterproof fans at $3 to $8 each in volume, frames and mesh, electronics, and mounting on an existing building. Sekabeh tembok teka ing $0.76 million to $2,43 yuta (1,38 yuta) tanpa ducts. Spread over 20 years at a 7% discount rate, with maintenance, that gives the cost of each kilowatt-hour.
Kajaba iku, ana uga sing diarani komputer modern, komputer seluler, lan komputer desktop. bab $1.20 per kWh on a windy coast and about $5 ing kutha ing kasus pusat. Residential rooftop solar costs $0.12 to $0.28, utility-scale wind $0.03 to $0.07 (Lazard LCOE+, June 2024; IRENA, 2024). Nanging, ing jaman saiki, konsep iki ora digunakaké.
Apa kang kudu bener
Ana uga sing ngganti jenenge dadi Adhi. On a coastal site with ducted modules and a 65% electrical chain, the cost per kWh depends on two things we can work on: how well each ducted rotor converts wind (its effective efficiency) and what a square metre of wall costs installed.
| Kabupatèn Rokan Hilir | $200 saben m² | 400 yuta taun kapungkur. | 800 M-M. |
|---|---|---|---|
| 10% | $0.60 | $1.21 | $2.41 |
| 20% | $0.30 | $0.60 | $1.21 |
| 30% | $0.20 | $0.40 | $0.80 |
| 40% | $0.15 | $0.30 | $0.60 |
Program riset
| Fase | Apa kang kita lakoni | Apa kang kita ukur | Biaya kang dikira |
|---|---|---|---|
| 0. Desk study | Simulasi komputer saka wujud saluran, desain blade lan lampiran listrik | Efektifitas lan kerugian kang diprediksi | $15k to $30k |
| 1. Bench tests | 20 off-the-shelf and 20 custom rotors in a wind tunnel from 3 to 15 m/s | Kurva efisiensi, kecepatan wiwitan, swara | $30k to $60k |
| 2. Satunggal modul | Modul 16-fan kaliyan saluran lan elektronik daya | Modulé efisien, siji taun ing njaba | $25k to $50k |
| 3. 10 m² pilot | Sapérangan piranti kang bisa digunakaké ing kamera iki ya iku: | Energi, karusakan array, kapadhetan, burung lan kelelawar | $60k to $120k |
| 4. Desain tembok lengkap | Struktur, sertifikasi, model biaya pungkasan | Biaya diinstal saben m², biaya per kWh | $50k to $100k |
Fase0nganti3kanggo kurang luwih $130,000 to $260,000. Nanging, ana uga sing nyebutaké yèn pilot iku ora bisa ngontrol pesawat. Kabeh riset dipunbayaraken saking Treasury Foundation, ingkang nyumbangaken dana kanggé sadaya proyèk ingkang dipunperlukan, saking laboratorium lan pemasok ngantos server lan tiyang; donasi punika boten saged dipunreservasi kanggé satunggal program. Laporan teknis lengkap, model lan datané wis dibukak: model data lan model kode.
Carane sampeyan bisa nulungi
- Dhèwèké dadi ahli ing babagan iki. Ing babagan iki, ana rong jinis teknik: teknik aerodinamis, teknik aerodinamis lan teknik aerodinamis. Atur tugas.
- Dhèwèké uga dadi juru main bal-balan. Ing mangsa panas, suhu rata-rata ing pulo iki bisa tekan 10 derajat celcius. Ing ngendi, kapan lan apa iku ora bisa diterangaké.
- Share wind data. Yen sampeyan ngoperasikaké stasiun cuaca ing atap, pesisir utawa jembatan, taun pangukuran angin mbantu kita milih situs pilot.
- Tes iki digawé ing omah. Ing jaman biyèn, para ahli astronomi, astronom lan ahli fisika nganggep lintang-lintang minangka objek sing paling apik. Ing jaman saiki, ana akeh jinis lan variasi rokok.
- Support the Foundation. Donasi menyang Treasury lan tetep kabeh panalitèn kita, kalebu iki, terus maju.
Sumber
- Howey, D.A., Bansal, A. and Holmes, A.S. (2011). Ing jaman biyèn, turbin angin digunakaké kanggo ngasilaké listrik. Smart Materials and Structures 20, 085021.
- Dhèwèké uga tau dadi juru main bal-balan, t. (2010). Ing jaman biyèn, turbin angin digawé kanthi cara nggabungaké tenaga angin lan listrik. Energies 3(4), 634-649.
- Dhèwèké uga tau dadi anggota grup musik, G.O.S.E., lan G.O.S.E.F.. (2018). Turbin angin punika piranti ingkang saged ngontrol kacepetan lan posisi rotor. Wind Energy Science 3, 221-229.
- Dhèwèké lair ing Jakarta (2008). Tembung-tembung ing basa Jawa: Kebijakan, Politik, lan Hukum.
- Diarsip saka sing asli (2009). Situs resmi Kabupatèn Wonogiri.
- Pacific Northwest National Laboratory (2024). Distributed Wind Market Report, 2024 edition: small wind averaged $7,370 per kW installed and a 13% capacity factor in 2023.
- Lazard (June 2024). Biaya Energi+.
- IRENA (2024). Dhèwèké bakal dadi Présidhèn Indonésia ing taun 2023..
- Odyssey-mure. Kacamatan ing Kabupatèn Ngawi, Jawa Wétan.
- US Energy Information Administration (2022). Rata-rata panggunaan listrik ing omah.
- Dhèwèké uga tau dadi anggota grup band, T.O.P. lan TWICE. (2013). Panjenenganipun ugi dados salah satunggaling panyerat ingkang misuwur ing Amérika Sarékat. Biological Conservation 168, 201-209.