ជញ្ជាំងខ្យល់
យើង បាន កំណត់ ចេញ ដើម្បី គ្របដណ្តប់ អគារ ក្នុង អ្នក គាំទ្រ កុំព្យូទ័រ ដែល ធ្វើ អគ្គិសនី ពី ខ្យល់. រូបវិទ្យា បាន និយាយ មិន ទៅ កំណែ នេះ. វា ក៏ បាន ចង្អុល ទៅ មួយ ល្អ ជាង នេះ. នៅ ទីនេះ គឺ មាន គណិតវិទ្យា ទាំងអស់, អ្វីដែល ត្រូវ បាន បង្ហាញ, អ្វីដែល មិន, និង អ្វី ដែល វា នឹង យក ដើម្បី រក ឃើញ.
掬茶, via Wikimedia Commons (CC BY-SA 4.0)
Every wind turbine you have seen follows the same logic: one rotor as large as possible, as high as possible. វាដំណើរការយ៉ាងល្អ ហើយវាត្រូវការកង់ ដីបើក និងការអនុញ្ញាតជាច្រើនឆ្នាំ។ សំណួររបស់យើងគឺផ្ទុយពីនេះ។ តើអាចមាន rotor តូចៗជាច្រើនដែលសាងសង់ចូលទៅក្នុងកន្លែងដែលទីក្រុងកំពុងស្ថិតនៅហើយធ្វើអគ្គិសនីក្នុងតម្លៃដែលធ្វើឱ្យមានន័យបានទេ? គំនិត Fan Wall ត្រូវបានស្នើឡើងជាលើកដំបូងនៅក្នុង Local Solar System Foundation នៅឆ្នាំ 2020 ។ ទំព័រនេះគឺជាម៉ូដែលបើកចំហនិងទាន់សម័យ។
This page is written for people who might fund, build or test the idea. វាមិនមែនជាសៀវភៅលក់ទេ ។ We ran the numbers for our first design, found where it fails, redesigned it, and ran the numbers again. កំណែខ្លី: ជញ្ជាំងនៃអ្នកគាំទ្រកុំព្យូទ័រនៅលើផ្នែកខាងមុខមិនអាចធ្វើការ, រាជ្យនៃ rotors ducted ធំជាងលើកំពូលដំបូលខ្យល់អាចធ្វើឱ្យអគ្គិសនីពិតប្រាកដនិងវានឹងមិនចាញ់បន្ទះថាមពលព្រះអាទិត្យនៅលើតម្លៃលើកលែងតែរឿងជាច្រើនដែលយើងអាចសាកល្បងប្រែជាល្អ. រូបថតខាងក្រោមទាំងអស់មកពីម៉ូដែលបើករបស់យើង (កូដ, ទិន្នន័យ).
កំណែ 1 និងហេតុអ្វីបានជាវាមិនធ្វើការ
គំនិតដំបូងគឺផ្នែកខាងមុខនៃអគារ, 40 ម៉ែត្រវែងនិង 15 ជាន់ខ្ពស់, គ្របដណ្តប់នៅក្នុងអំពី 110.000 អ្នកគាំទ្ររបស់ 120 មម, រៀងរាល់រត់ទៅក្រោយដូច្នេះម៉ាស៊ីនរបស់ខ្លួនក្លាយជាម៉ាស៊ីនបង្កើត. វាជារូបភាពដ៏ស្រស់ស្អាតមួយ ។ It fails for three reasons, in order of importance.
**1. ខ្យល់មិនអាចឆ្លងកាត់ជញ្ជាំងបិទ. ** ម៉ាស៊ីនត្រជាក់យកថាមពលពីខ្យល់ដែលហូរតាមរយៈវា. នៅលើផ្នែកខាងមុខរឹងខ្យល់ឈប់ (វិស្វករហៅវាស្ងប់ស្ងាត់) និង slides ឡើង, ចុះនិងទៅម្ខាងទៀត. ទោះបីជាប្រសិនបើអ្នកគាំទ្រទាំងអស់មានចន្លោះ 30 សង់ទីម៉ែត្រនៅពីក្រោយវា, បើកនៅខាងក្នុងនិងកំពូល, ការបន្តកំណត់ដែនកំណត់រឹង: ខ្យល់ទាំងអស់ចូលទៅក្នុង 1,800 ម៉ែត្រការ៉េនៃអ្នកគាំទ្រនឹងត្រូវចាកចេញពីតាមរយៈអំពី 39 ម៉ែត្រការ៉េនៃចន្លោះ, ដូច្នេះវាអាចឆ្លងកាត់អ្នកគាំទ្រនៅមិនលើសពី 2.2% នៃល្បឿនខ្យល់. Power goes with the cube of speed, so the wall would keep well under 0.01% of what the same fans would make standing free. ការវាស់វែងនៅពីក្រោយការគ្របដណ្តប់ពិតប្រាកដដែលផ្លាស់ប្តូរបានយល់ព្រម: 0.2 ទៅ 0.6 ម៉ែត្រ / វិនាទីនៃលំហូរខ្យល់រន្ធនៅក្នុងខ្យល់រហូតដល់ទៅ5ម៉ែត្រ / វិនាទី (Salonvaara et al ។, 2007). Switch the 3D model above to version 1 to see it: the wind streaks stop at the wall and slide away.
**2. ធ្នឹមតូចៗធ្វើការអាក្រក់។ ** 120 មមមានខ្សែកោងប្រហែល2សង់ទីម៉ែត្រ។ ខ្យល់ជុំវិញវាផ្លាស់ទីនៅក្បែរចំនួន Reynolds 10,000 របបដែលស្លាបបាត់បង់សមាមាត្រលើក-ទៅ-អូសភាគច្រើនរបស់ពួកគេ: យន្តហោះរលូនបង្កើន “ច្រើនជាងលំដាប់នៃទំហំ” លើសពីចំនួន Reynolds សំខាន់នៃប្រហែល 70,000 (Lissaman, 1983) ។ ម៉ាស៊ីនចំហាយទឹកដែលមានទំហំតង់ស្យុងសង់ទីម៉ែត្របានឈានដល់សមាមាត្រថាមពលនៅជុំវិញ 9% (Howey, Bansal និង Holmes, 2011) ។ ម៉ាស៊ីនចំហាយទឹកដែលមានទំហំ 10 សង់ទីម៉ែត្រត្រូវបានប្រើជាម៉ាស៊ីនចំហាយទឹកដែលផ្គត់ផ្គង់ 28 mW នៅ5m/s ប្រហែល 4% នៃថាមពលខ្យល់តាមការគណនារបស់យើង (Federspiel និង Chen, 2003) ។ Computer fans are shaped to push air, not to be pushed by it.
**3. ម៉ាស៊ីនបង្កើតតូចៗរាប់ពាន់នាក់បំផ្លាញអ្វីដែលពួកគេធ្វើ។ ** ម៉ូទ័រផ្គត់ផ្គង់ភាគរយនៃវ៉ាត់មួយនៅវ៉ុលតិចតួចអាចបាត់បង់ 10 ទៅ 40% ក្នុងឧបករណ៍កែប្រែឌីអូតែប៉ុណ្ណោះ។ ការប៉ាន់ស្មានកណ្តាលរបស់យើងសម្រាប់ខ្សែសង្វាក់ទាំងមូលពីអ្នកគាំទ្រទៅក្រឡាចត្រង្គគឺ 54% ។
Even ignoring the first reason entirely (a free-standing wall of fans), version 1 would cost about $4.20 per kWh on a windy coast and $18 in a city, twenty to a hundred times the price of rooftop solar.
រូបវិទ្យាដែលកំណត់ព្រំដែន
ថាមពលដែលបានដឹកដោយខ្យល់តាមរយៈផ្ទៃ A គឺ P = ½ ρ A v³, ជាមួយដង់ស៊ីតេខ្យល់ ρ = 1.225 kg/m³ ។ គូបគឺគ្រប់យ៉ាង: នៅ6ម / វិនាទីម៉ែត្រការ៉េមួយមាន 132 W, នៅ 12 m / s 1,058 W. មធ្យមជាងមួយឆ្នាំ, ដំបូលទីក្រុងជាមួយនឹង4ម៉ែត្រ / s ខ្យល់មធ្យមផ្តល់ជូនអំពី 75 W ក្នុងមួយ m²; ឆ្នេរសមុទ្រដែលប្រឈមមុខនឹងនៅ 6.5 ម៉ែត្រ / s អំពី 321 W ក្នុងមួយ m².
Betz កំណត់. មិនបើករ៉ូទ័រអាចស្រង់ចេញច្រើនជាង 16/27 ≈ 59.3% នៃថាមពលដែលហូរតាមរយៈតំបន់របស់ខ្លួន, ព្រោះខ្យល់ត្រូវតែរក្សាទុកផ្លាស់ប្តូរចេញពីវិធីនេះ.
តើ rotor លើកទីពីរអាចបន្ថែមបាន. rotors ពីរក្នុងស៊េរី (ដូចជាដំណាក់កាលនៃម៉ាស៊ីនយន្តហោះ) អាចឈានដល់ច្រើនបំផុត 16/25 = 64% នៃថាមពលតាមរយៈតំបន់មួយរបស់ rotor នេះ, និងគ្មានដែនកំណត់ជាច្រើនតែ 2/3 (Newman, 1986). ម៉ាស៊ីនយន្តហោះជណ្តើរដំណាក់កាលព្រោះវាជំរុញខ្យល់តាមរយៈស្នូលដែលមានកម្រិតសម្ពាធខុសគ្នាយ៉ាងធំពីការដុតប្រេង។ Free wind offers no such pressure: every extra stage slows the air further, and slow air spills around the device. ការកើនឡើងនៃការវិលវល់នៃខ្យល់ដែលមិនត្រូវបានបង្វិលមានចន្លោះពី0ទៅ 60%, ប៉ុន្តែការត្រួតពិនិត្យល្អប្រសើរបំផុតនៃការសាកល្បងថ្មីៗនេះនៅ 2ទៅ 10% (Adema et al ។, ការពិនិត្យឡើងវិញឆ្នាំ 2026) ។
តើ stator vanes អាចបន្ថែមបាន។ rotor មួយចាកចេញពីខ្យល់ swirling ហើយ swirl គឺបាត់បង់ថាមពល។ នៅអត្រាល្បឿនទាបនៃ rotor ខ្នាតតូចការបាត់បង់គឺធំ: ម៉ូទ័រ Glauert ដ៏ល្អឥតខ្ចោះឈានដល់ 0.42 នៅអត្រាល្បឿនខ្ពស់នៃ 1, 0.51 នៅ2និង 0.57 នៅ 5. Fixed vanes behind the rotor can recover part of it. គ្មាននរណាម្នាក់បានវាស់នេះនៅលើម៉ាស៊ីនខ្យល់; លើយន្តហោះ propellers នេះ vanes បានផ្តល់ 2ទៅ 5% (Li et al ។, 2017).
តើបំពង់មួយអាចបន្ថែមបានទេ។ បំពង់ដែលមានខ្នងរាបស្មើ (“កែវខ្យល់” របស់សាកលវិទ្យាល័យ Kyushu) បន្ថយសម្ពាធនៅពីក្រោយរ៉ូទ័រហើយទាញយកខ្យល់កាន់តែច្រើនតាមរយៈវា។ ក្នុងការធ្វើតេស្តផ្លូវដែកខ្យល់ diffuser brimmed តូចមួយបានលើកឡើងសមាមាត្រថាមពលពី 0.37 សម្រាប់ rotor ស្លៀកពាក់ទៅរវាង 0.7 និង 0.88, ទាក់ទងនឹងតំបន់ rotor នេះ, ប៉ុន្តែដើម្បីតែ 0.48 ទៅ 0.54 ទាក់ទងនឹង brim ទាំងមូល (Ohya និង Karasudani, 2010) ។ នេះជាការចាប់យក: ក្នុងមួយម៉ែត្រការ៉េនៃតំបន់ * មុខ *, បំពង់មិនធ្លាប់បានវាយកំរិត Betz, “ក្នុងការប្រតិបត្តិកត្តាបង្កើនថាមពលខាងលើ3មិនដែលសម្រេចបាន”, និងធុងបាសដែលបានបង្ហូរទឹកបានមាន “ច្រើនជាង 50 ឆ្នាំ។ រហូតមកដល់ពេលនេះដោយគ្មានជោគជ័យពាណិជ្ជកម្មណាមួយឡើយ” (វ៉ុន ប៊ូសែល, 2007). ការប៉ុនប៉ងថ្មីៗនេះដែលមានតម្លៃថ្លៃបំផុត, FloDesign / Ogin, បានយកម៉ាស៊ីនរបស់ខ្លួនក្នុងរយៈពេលប្រាំមួយខែហើយត្រូវបានលុបចោលនៅក្នុង 2017 (Gipe, 2017).
ទំហំសំខាន់ដោយសារតែចំនួន Reynolds ។ យើងបានគណនារ៉ូទ័រដែលអាចធ្វើទៅបានល្អបំផុតនៅទំហំនីមួយៗជាមួយម៉ូដែលចលនាធាតុធ្នឹម (អតិបរមារបស់ Glauert ជាមួយនឹងការបង្វិលកញ្ចក់, ចំណុចនិងបាត់បង់ hub និងសមាមាត្រលើក-ដើម្បី-អូសដែលធ្លាក់ចុះជាមួយលេខ Reynolds, ពី airfoils ទាប-Reynolds ដែលវាស់ដូចជា Selig’s SG6043):
| អង្កត់ផ្ចិតរង្វង់ | ធ្នឹម សមាមាត្រល្បឿនចុង | លេខរេណូលីន (កាំ 75%) | ការរចនាល្អបំផុត Cp |
|---|---|---|---|
| 4 សង់ទីម៉ែត្រ | 8, 1.25 | 4,500 | 0.23 |
| 12 សង់ទីម៉ែត្រ (ម៉ាស៊ីនបម្រើកុំព្យូទ័រ) | 8, 1.5 | 12,000 | 0.29 |
| 25 ស៊ី. ម | 8, 2.0 | 20,000 | 0.36 |
| 50 សង់ទីម៉ែត្រ (ម៉ូឌុលបានកែលម្អ) | 6 ទៅ7, 2.5 | 43,000 | 0.39 ទៅ 0.40 |
| 1 ម | 6, 3.0 | 74,000 | 0.42 |
| 7 ម៉ែត្រ (តង់ស្យុងតូច) | 8, 4.5 | 265,000 | 0.49 |
នេះជាដំបូលសម្រាប់គោលបំណងសាងសង់កាំភ្លើង មុនការបាត់បង់ពិតប្រាកដ។ ជាការពិនិត្យមើល, គោលបំណងដែលបានរចនាឡើង 39 សង់ទីម៉ែត្រធុងបាសចល័តបានវាស់ 0.32, ដែលម៉ូដែលរបស់យើងផ្តល់នូវអំពី 0.39 សម្រាប់ទំហំនោះ (Kishore, Coudron និង Priya, 2013): ដូច្នេះយើងសន្មតថាផ្នែករឹងដំបូងឈានដល់ 65 ទៅ 90% នៃតម្លៃនៃការរចនានិងតិចជាងសម្រាប់ rotors សង់ទីម៉ែត្រ, កន្លែងដែលការបំបែក laminar គ្រប់គ្រង។
Wind direction. A fixed module only uses the part of the wind blowing into it. ថាមពលធ្លាក់ចុះប្រហែលជាមួយគូបនៃមុំ misalignment សម្រាប់ rotors បើកនិងកាន់តែស្រាលសម្រាប់បំពង់ (Tamaro et al ។, 2024; Richmond-Navarro et al ។, 2022) ។ With a moderate prevailing wind, a module facing it keeps about 47% of the energy an always-aligned rotor would get. Version 1 assumed 100%.
ការរចនាបានកែលម្អ: រាជ្យនៅជ្រុងដំបូល windward
យកអ្វីគ្រប់យ៉ាងខាងលើនិងរចនាប័ទ្មប្រហែលសរសេរដោយខ្លួនឯង: rotors ធំជាងកន្លែងដែលចំនួន Reynolds គឺល្អប្រសើរ, នៅក្នុងបំពង់ដែលការពារនិងបង្កើនល្បឿនពួកគេ, ឈរដោយឥតគិតថ្លៃនៅកន្លែងដែលខ្យល់អាចឆ្លងកាត់, ជួបនឹងខ្យល់ដែលមាននៅកន្លែងនៅលើអគារមួយកន្លែងដែលលំហូរគឺខ្លាំងបំផុត. That place is the roof edge. ខ្យល់ដែលវាយប្រហារទៅលើផ្ទៃខាងមុខកើនឡើងនិងប្តូរទៅជាផ្នែកខាងលើនៃរង្វង់; នៅពីលើរង្វង់ដំបូលឡើងខ្យល់ខ្យល់គឺ 1.06 ទៅ 1.25 ដងល្បឿននៅកម្ពស់ដំបូល, ប៉ុន្តែមានតែ 0.38 ដងនៅពេលដែលរង្វង់នោះគឺ downwind (Mertens, 2006).
ម៉ូឌុលនីមួយៗមានទំហំ 725 មមការ៉េ: 0.5 m rotor ចំនួនប្រាំបួននៅក្នុងបំពង់ខ្យល់ខ្នាតតូច, vanes stator ចំនួនប្រាំដែលទាញយកនូវការវិលខ្លះនិងដឹកជញ្ជូនម៉ាស៊ីនបង្កើត 50 ទៅ 300 W, ក្រឡាចត្រង្គការពារមិនរអិលនិងបន្ទះថាមពលដែលបានបិទភ្ជាប់មួយជាមួយការតាមដានចំណុចថាមពលអតិបរមា។ ជួរឈរពីរធ្វើ 1.45 ម៉ែត្រខ្ពស់រាជ្យលើរថភ្លើងដែកនៅខាងលើ parapet នេះ. One person can lift a module out and swap it.
The blades are not guessed. ម៉ូដែលរចនាពួកគេសម្រាប់ចំនួន Reynolds ដែលពួកគេនឹងឃើញ, អំពី 45,000 នៅ6ម / វិនាទី: ខ្សែ 62 មមនៅជិត root tapering ទៅ 36 មមនៅចំណុចកំពូល, twist ពី 38 ° ទៅ 10 °, សមាមាត្រល្បឿនចំណុចរចនានៃ 2.5 ។ នៅ6ម / វិនាទីរ៉ូទ័រប្តូរនៅប្រហែល 700 rpm; ចំណុចរបស់ខ្លួនផ្លាស់ទីនៅប្រហែល 30 m / s ក្នុងខ្យល់ 10 m / s, តិចជាងពាក់កណ្តាលនៃ 79 m / s នៃចំណុចរបស់ម៉ាស៊ីនធំ។
លេខពិត
ក្នុងមួយម៉ែត្រការ៉េនៃផ្ទៃខាងមុខគឺវិធីត្រឹមត្រូវដើម្បីប្រៀបធៀប: ផ្នែកខាងមុខ, ដំបូលនិងផ្លូវរថភ្លើងទាំងអស់ប្រកួតប្រជែងសម្រាប់រឿងដូចគ្នា, ផ្ទៃដែលប្រឈមមុខនឹងខ្យល់. តម្លៃកណ្តាលជាមួយជួរពេញលេញនៃការអវិជ្ជមានទៅជាវិជ្ជមានក្នុង ទិន្នន័យម៉ូដែល ។ ថាមពលរួមមានទិសដៅខ្យល់, turbulence (5 ទៅ 15% បាត់បង់) និងភាពអាចរកបាន (92 ទៅ 97%). តម្លៃថាមពល: 20 ឆ្នាំនៅអត្រាបញ្ចុះតម្លៃពិតប្រាកដ 7% ការថែទាំពី2ទៅ5% នៃការវិនិយោគក្នុងមួយឆ្នាំ។
| រចនា | Cp នៅលើផ្ទៃខាងមុខ | kWh ក្នុងមួយម៉ែត្រការ៉េក្នុងមួយឆ្នាំ, តំបន់ / ទីក្រុងខ្យល់ | កត្តាសមត្ថភាព, មានខ្យល់ / ទីក្រុង | តំលៃដែលបានដំឡើងក្នុងមួយ m² | តម្លៃក្នុងមួយ kWh, windy / ទីក្រុង | ប្រាក់ចំណេញធម្មតានៅ $0.19 / kWh |
|---|---|---|---|---|---|---|
| មួយ. កំណែ 1, ស្តុក 120 មមអ្នកគាំទ្រ (ឈរដោយសេរី) | 0.045 | 23 / 5 | 5.2% / 1.2% | $765 | $4.21 / $18.0 | កុំធ្វើវិញ |
| A2 ។ ម៉ាស៊ីនប្តូរតាមបំណង 120 មម | 0.089 | 45 / 11 | 5.2% / 1.2% | $805 | $2.23 / $9.45 | កុំធ្វើវិញ |
| B0. 0.5 ម៉ែត្របើក rotors, crown | 0.148 | 125 / 34 | 9.3% / 2.5% | $1,192 | $1.19 / $4.37 | កុំធ្វើវិញ |
| ខ. បានកែលម្អ: 0,5 ម៉ែត្រ ducted, stator, crown | 0.164 | 159 / 43 | 10.7% / 2.9% | $1,074 | $0.84 / $3.10 | មិនដែល (ករណីល្អបំផុត: 4.5 ឆ្នាំខ្យល់) |
| B2. ដូចជា B បូកជាមួយ rotor ដែលបង្វិលបញ្ច្រាស | 0.174 | 168 / 46 | 10.7% / 2.9% | $1,245 | $0.92 / $3.40 | កុំធ្វើវិញ |
| B3. B ជាជញ្ជាំងឈរដោយខ្លួនឯង | 0.164 | 128 / 32 | 8.6% / 2.2% | $944 | $0.92 / $3.66 | កុំធ្វើវិញ |
| ដំបូលព្រះអាទិត្យ, អគារដូចគ្នា | 225 | 12% | $410 | $0.19 | 10.6ឆ្នាំ | |
| ថាមពលព្រះអាទិត្យនៅលើផ្នែកខាងមុខខាងត្បូង | 139 | 7.6% | $630 | $0.47 | 31 ឆ្នាំ | |
| 10 គីឡូវ៉ាត់ទ័រ,7ម rotor នៅលើ 18 ទៅ 30 ម៉ែត្រ mast | 0.35 នៅលើរទេះ | 31,600 / 10,300 kWh ក្នុងមួយតង់ | 36% / 12% | $8,910 ក្នុងមួយគីឡូវ៉ាត់ម៉ោង | $0.35 / $1.08 | 27 ឆ្នាំខ្យល់ |
What the table says:
- បំពង់ទទួលបានកន្លែងរបស់ខ្លួន, គ្រាន់តែ. ក្នុងមួយម៉ែត្រការ៉េមុខម៉ូឌុលបង្ហូរ (B) វាយ rotor ដូចគ្នានៅក្នុងបើក (B0) ដោយប្រហែល 10 ទៅ 30%, ជាទូទៅដោយសារតែពួកគេអត់ធ្មត់ទិសដៅខ្យល់ល្អប្រសើរជាងមុន។ They also give a guard, a quieter tip and a place for the stator.
- រ៉ូទ័រទីពីរមិនបង់ប្រាក់។ វាបន្ថែមថាមពលប្រហែល 6% សម្រាប់តម្លៃ 16% ច្រើនជាងនេះ។ A jet-engine-style multi-stage wind module is physics-limited, not ambition-limited.
- តែម៉ូឌុល windward បង់ប្រាក់. រាជ្យទាំងអស់ជុំវិញដំបូលរកបានតែ 55% ក្នុងមួយម៉ូឌុលបើប្រៀបធៀបទៅនឹងផ្នែក windward តែម្នាក់ឯង, ព្រោះថាភាគីផ្សេងទៀតកំពុងជួបប្រទះឆ្ងាយពីខ្យល់ដែលកំពុងមានច្រើនបំផុតនៃពេលវេលា. នៅលើអគារយោងរបស់យើង (40 × 20 ម៉ែត្រ, កម្ពស់ 45 ម៉ែត្រ) រាជ្យសមហេតុផលគឺនៅខាងជើងតែប៉ុណ្ណោះ: 60 ម៉ែត្រការ៉េ, អំពី $64,000, អំពី 9,500 kWh ក្នុងមួយឆ្នាំនៅលើតំបន់ដែលមានខ្យល់បក់ខ្លាំង, 2,600 នៅក្នុងទីក្រុង។ ប្រាក់ដូចគ្នានៅក្នុងប្រព័ន្ធថាមពលព្រះអាទិត្យលើដំបូលទិញអំពី 155 ម៉ែត្រការ៉េនៃបន្ទះធ្វើអំពី 35,000 kWh ក្នុងមួយឆ្នាំ។
- In cities it cannot compete. ខ្យល់មីក្រូដែលតំឡើងនៅក្នុងអគារមានកំណត់ត្រាអាក្រក់: 26 ម៉ាស៊ីនត្រជាក់នៅឯការសាកល្បងខ្យល់ Warwick មានមធ្យម 0.85% នៃកត្តាសមត្ថភាព (Encraft, 2009) និងម៉ាស៊ីនត្រជាក់បីនៅលើ Strata tower របស់ទីក្រុងឡុងដ៍ត្រូវបានបិទបន្ទាប់ពីមានការរិះគន់អំពីសំលេងរំខាននិងរំញ័រ។
សម្រាប់វិសាលភាពនេះ យន្តហោះខ្យល់តូចរបស់សហរដ្ឋអាមេរិកមានមធ្យមពី 14 ទៅ 16% នៃកត្តាសមត្ថភាពនិង $6,680 to $9,630 ក្នុងមួយគីឡូវ៉ាត់ម៉ោងដែលបានដំឡើងនៅឆ្នាំ 2024 និង 2025 (របាយការណ៍ខ្យល់ចែកចាយ PNNL) ។ ដីរាជ្យរបស់យើងនៅប្រហែល $6,300 ក្នុងមួយគីឡូវ៉ាត់ម៉ោងបានវាយតម្លៃ, នៅក្នុងជួរដូចគ្នានេះដែរ, ដែលជាសញ្ញានៃការប៉ាន់ប្រមាណចំណាយគឺមិនសុបិន.
អ្វីដែលបានបញ្ជាក់, plausible និងការសន្និដ្ឋាន
បង្ហាញ (សៀវភៅ ឬ ទម្ងន់): ថាមពលនៅក្នុងខ្យល់និងដែនកំណត់ Betz; 16/25 សន្លឹកសម្រាប់ rotors ពីរ; ថាបំពង់បង្កើនថាមពលក្នុងមួយតំបន់រ៉ូទ័រប៉ុន្តែមិនលើសពីអំពី Betz ក្នុងមួយតំបន់មុខ; ថា Blades តូចនៅ Reynolds លេខខាងក្រោមអំពី 70,000 បាត់បង់ប្រសិទ្ធភាព; ថាជញ្ជាំងបិទមិនមានលំហូរតាមរយៈ; ថាកំពូលដំបូលបង្កើនល្បឿនលំហូរ upwind; ថាអគារ-mounted មីក្រូធ័រនៅទីក្រុងបានអនុវត្តអាក្រក់.
Plausible (គាំទ្រប៉ុន្តែមិនត្រូវបានវាស់សម្រាប់រចនាប័ទ្មនេះ): 0.5 m rotor ដែលរចនាឡើងសម្រាប់ Reynolds 45,000 បានឈានដល់សមាមាត្រថាមពលនៅជុំវិញ 0.3 និង 0.55 នៅតំបន់ rotor ក្នុងបំពង់ខ្នាតតូច; 75% ប្រសិទ្ធភាពខ្សែស្រឡាយពី rotor ទៅក្រឡាចត្រង្គជាមួយម៉ាស៊ីនអគ្គិសនី 50 ទៅ 300 W និងកម្រិតម៉ូឌុល MPPT; តំលៃដំឡើងជិត $ 1,000 ក្នុងមួយម៉ែត្រការ៉េសម្រាប់គម្រោងដំបូង។
ការសន្និដ្ឋាន (ត្រូវត្រូវបានវាស់): របៀបដែលបំពង់ជាច្រើនដែលបានបិទភ្ជាប់នៅជាប់គ្នាបាត់បង់ទៅវិញទៅមក (យើងសន្មត់ថា 10 ទៅ 30%); ល្បឿនពិតប្រាកដនិងភាពចលាចលនៅរាជ្យលើអគារមួយ; ភាពធន់ទ្រាំនៃរាប់ពាន់នាក់នៃ bearings ជាង 20 ឆ្នាំនៃខ្យល់ព្យុះទឹកកកនិងធូលី; សំឡេងរំខាននិងការរំញ័របានបញ្ជូនចូលទៅក្នុងអគារ; ការតភ្ជាប់ជាមួយសត្វព្រៃជាមួយបំពង់ meshed (ទុយោធំសម្លាប់ប្រមាណ 140,000 ទៅ 328,000 បក្សីក្នុងមួយឆ្នាំនៅក្នុងសហរដ្ឋអាមេរិក (ការបាត់បង់, Will និង Marra, 2013); អគារកែវសម្លាប់ 365 ទៅ 988 លានដុល្លារ (ការបាត់បង់ et al ។, 2014); គ្មាននរណាម្នាក់មានទិន្នន័យសម្រាប់ម៉ូឌុលជញ្ជាំងរង្វង់).
អ្វីដែលត្រូវតែជាការពិត
សម្រាប់រាជ្យនៅលើខ្យល់ 6.5 m / s តំបន់, តម្លៃនៃអគ្គិសនីអាស្រ័យលើរឿងពីរដែលយើងអាចធ្វើការលើ: តើមានថាមពលប៉ុន្មានម៉ែត្រការ៉េនៃផ្ទៃខាងមុខផ្តល់និងអ្វីដែលវាចំណាយពេលដំឡើង.
| Cp នៅលើផ្ទៃខាងមុខ | $300 ក្នុងមួយម៉ែត្រការ៉េ | $500 ក្នុងមួយម៉ែត្រការ៉េ | $800 ក្នុងមួយម៉ែត្រការ៉េ | $1,100 ក្នុងមួយ ម៉ែត្រការ៉េ |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
កន្លែងដែលវាអាចឈ្នះ និងកន្លែងដែលវាមិនអាច
វាអាចឈ្នះ:
- អគារខ្ពស់និងតំបន់ឆ្នេរសមុទ្រខ្យល់, ជាផ្នែកបន្ថែមទៅព្រះអាទិត្យ: ខ្យល់នៅកំពូលចុងដំបូលនៅយប់, ក្នុងរដូវរងានិងក្នុងព្យុះ, នៅពេលដែលបន្ទះសៀគ្វីផលិតតិចតួច។
- ដំបូលពេញលេញឬស្រមោលរួចទៅហើយ។ រាជ្យប្រើគែម, មិនតំបន់ដំបូលនិងមិនប្រកួតប្រជែងជាមួយបន្ទះ, រោងចក្រឬ terraces ។
- ថាមពលក្រៅបណ្តាញដែលខ្សែគឺមានតម្លៃថ្លៃ: ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា, ការបំភ្លឺ, ឧបករណ៍ទូរគមនាគមន៍ស្ថានីយ៍អាកាសធាតុនៅលើស្ពាន, ដំបូលនិងរចនាសម្ព័ន្ធឆ្នេរសមុទ្រ។
- ឧបសគ្គដែលមានរួចទៅហើយ: ផ្លូវជាតិនិងរថភ្លើងសំឡេងរំខានឧបសគ្គជញ្ជាំងសមុទ្រនិងស្ពាន parapets, ដែលរចនាសម្ព័ន្ធត្រូវបានបង់ប្រាក់សម្រាប់.
- ការមើលឃើញនិងអប់រំ។ រាជ្យដែលប្រែជាសេចក្តីថ្លែងការណ៍សាធារណៈថាបន្ទះសៀគ្វីពន្លឺព្រះអាទិត្យមិនមែនជា; សាលារៀន, សារមន្ទីរនិងអគារដែលមានតម្លៃនោះ.
វាមិនអាចឈ្នះបានទេ ៖
- ជាប្រភពអគ្គិសនីដែលមានតំលៃថោក។ ដំណាំខ្យល់និងពន្លឺព្រះអាទិត្យធំៗចំណាយ $0.04 to $0.10 ក្នុងមួយ kWh គ្មានអ្វីនៅលើអគារមកជិតទេ។
- នៅតាមដងផ្លូវទីក្រុងដែលមានខ្យល់និងតំបន់ជនបទទាប, កន្លែងដែលខ្យល់មធ្យមគឺក្រោម4ទៅ5ម៉ែត្រ / វិនាទីនៅកម្ពស់ដំបូល។
- Flat onafacade. ទោះជាយ៉ាងណា rotors ត្រូវបានរចនាឡើង, ជញ្ជាំងបិទមិនមានលំហូរតាមរយៈ.
ផែនការផ្លូវការអភិវឌ្ឍ និងតម្លៃដែលវានឹងត្រូវចំណាយ
| ដំណាក់កាល | ការងារ | សេចក្តីសម្រេចចិត្តដែលវាអនុញ្ញាត | តម្លៃដែលបានប៉ាន់ប្រមាណ | ពេលវេលា |
|---|---|---|---|---|
| 0. ការសិក្សារចនា | រចនា Blade និងបំពង់, CFD នៃម៉ូឌុលមួយនិងនៃ3×3អារេ, topology អគ្គិសនី, គំរូចំណាយជាមួយក្រុមហ៊ុនផលិត | តើ Cp លើផ្ទៃខាងមុខខាងលើ 0.2 plausible ក្នុងជួរ? | $30k to $60k | 3 ទៅ4ខែ |
| 1. ផ្លូវដែក | បី rotor, បំពង់បី, stator លើនិងបិទ, បន្ទាប់មក3×3ជួរ;3ទៅ 15 ម៉ែត្រ / វិនាទី, yaw0ទៅ 45 ° | Cp ដែលបានវាស់ បាត់បង់អារេ ល្បឿនចាប់ផ្ដើម សំឡេងរំខាន | $60k to $120 គីឡូបៃ | 4 ទៅ6ខែ |
| 2.ម៉ូឌុលគំរូ | ម៉ាស៊ីនបង្កើត, ក្រុមប្រឹក្សាភិបាលថាមពល, ម៉ូឌុលដែលបិទជិត; ការអត់ធ្មត់ទឹកកកភ្លៀងនិងការធ្វើតេស្តសំឡេង (វិធីសាស្រ្ត IEC 61400-11) | ម៉ូឌុលមានប្រសិទ្ធភាព និងអាចប្រើបាន | $50k to $100 គីឡូ | 6 ខែ |
| 3. លើដំបូលសាកល្បង | 10 ទៅ 20 ម៉ូឌុលនៅលើគែម windward, anemometers ឬ lidar អ៊ុលត្រាសោន, ឆ្នាំនៃទិន្នន័យ, ម៉ាស៊ីនថតសត្វព្រៃ | kWh ពិតប្រាកដក្នុងមួយ m², ការមាន, សំឡេងរំខាននៅក្នុងអគារ | $80k to $150 គីឡូបៃ | 12 ខែ |
| 4. ផ្លូវផលិតផល | វិស្វកម្មរចនាសម្ព័ន្ធនិងផ្នែកខាងមុខ, IEC 61400-2 មូលដ្ឋានរចនា, UK MCS 006 ឬអាមេរិក ACP 101-1 វិញ្ញាបនបត្រ, ការអនុវត្តអគ្គិសនីនិងភ្លើង, ធានារ៉ាប់រង | ផលិតផលដែលម្ចាស់អគារអាចទិញ | $100k to $250 គីឡូបៃ | 12 ទៅ 18 ខែ |
ដំណាក់កាល0ទៅ3ត្រូវការប្រហែល $220,000 to $430,000 និងពីរឆ្នាំ។ ដំណាក់កាលនីមួយៗមានចំណុចឈប់ច្បាស់លាស់: ប្រសិនបើរន្ធខ្យល់មិនបង្ហាញ Cp មុខនៅជិត 0.2 ក្នុងអារេ, យើងបញ្ឈប់នៅទីនោះនិងបោះពុម្ពផ្សាយហេតុអ្វីបានជា.
នរណាដែលយើងត្រូវការ
- Aerodynamicist ជាមួយនឹងការទាប Reynolds និង ducted-rotor បទពិសោធ, ដើម្បីរចនានិងពិនិត្យឡើងវិញនៃ Blades, បំពង់និង stator.
- សាកលវិទ្យាល័យឬផ្លូវដែកពាណិជ្ជកម្ម, ជាមួយវិស្វករ CFD ដើម្បីរៀបចំផែនការការធ្វើតេស្តនិងអន្តរកម្មម៉ូដែលជួរ.
- វិស្វករថាមពលអេឡិចត្រូនិក សម្រាប់ម៉ាស៊ីនបង្កើតមេដែកអចិន្រ្តៃយ៍តូច, ការកែតម្រូវសកម្ម, MPPT និង DC ការប្រមូលពីម៉ូឌុលជាច្រើន។
- វិស្វកររចនាសម្ព័ន្ធនិងផ្នែកខាងមុខ សម្រាប់ការផ្ទុកខ្យល់នៅលើរាជ្យ (EN 1991-1-4 / ASCE 7), ការជួសជុលទឹកកកនិងភាពធុញទ្រាន់។
- Acoustician សម្រាប់សំឡេងរំខាននិងរំញ័រដែលបញ្ជូនចូលទៅក្នុងអគារ។
- អ្នកជំនាញខ្យល់ទីក្រុង ដើម្បីវាស់និងម៉ូដែលខ្យល់នៅជ្រុងដំបូលបេក្ខជនមុនពេលអ្វីមួយត្រូវបានសាងសង់.
- ការទទួលស្គាល់និងភាពស្របច្បាប់: ស្តង់ដារខ្យល់តូច (IEC 61400-2, -11, -12-1), កូដអគ្គិសនីនិងភ្លើងនិងក្រុមហ៊ុនធានារ៉ាប់រងដែលចង់គ្របដណ្តប់លើអ្នកបើកបរ។
- Ecologist ដើម្បីរចនាការត្រួតពិនិត្យសត្វបក្សីនិងកណ្តុរ។
- ដៃគូផលិតកម្ម នៅក្នុងការចាក់ឬ rotomoulding ដើម្បីកំណត់តម្លៃធ្នឹមនិងបំពង់នៅកម្រិតសំឡេង។
គំនិតល្អជាងត្រូវបានស្វាគមន៍
ជញ្ជាំង Fan គឺជាចម្លើយមួយចំពោះសំណួរទូលំទូលាយ: តើកន្លែងដែលមនុស្សរស់នៅអាចបង្កើតបានយ៉ាងដូចម្តេច? បើចំនួននៅលើទំព័រនេះជឿជាក់អ្នកថា វិធីផ្សេងទៀតនឹងធ្វើបានល្អជាង យើងចង់ឮវា។ ប្រព័ន្ធថាមពលព្រះអាទិត្យនៅលើដំបូលដែលធ្វើឱ្យមានកំដៅ, ការផ្ទុកកំដៅ, ថាមពលដែលបានស្តារឡើងវិញពីទឹក, កំដៅកាកសំណល់ឬ ពេលវេលាឆ្លាតនៃតម្រូវការទាំងអស់អាចវាយមេដាយខ្យល់លើអគារជាច្រើន។ រ៉ាដា គំនិត ប្រៀបធៀបពួកគេ, និងនីមួយៗមានអត្ថបទរបស់ខ្លួនផ្ទាល់ដែលបានសរសេរដោយស្មោះត្រង់ដូចគ្នាដែលយើងអនុវត្តនៅទីនេះ.
Some members of the Foundation may have contacts who could hear a pitch. ដើម្បីត្រូវបាន pitched, គំនិតត្រូវការធ្វើការ, គំរូជីវិតពិតដែលពិតជាផលិតថាមពល, ជាមួយនឹងលទ្ធផលរបស់ខ្លួនបានវាស់លើឧបករណ៍មួយ, មិនត្រូវបានគេអះអាង;that is exactly why this page ends in a wind tunnel and a rooftop pilot rather than a drawing. Paper ideas are welcome too: if the physics and the numbers are solid, we can publish them here on the website. ប៉ុន្តែការលើកទឹកចិត្តមូលនិធិដោយគ្មានគំរូការងារគឺពិបាកណាស់ហើយគ្មានអ្វីនៅទីនេះគឺជាការសន្យានៃការផ្តល់ប្រាក់កម្ចី, ការត្រឡប់មកវិញឬការណែនាំ។ The standard is the one this page tries to meet: show the numbers, say what would prove you wrong, and propose the cheapest test.
តើអ្នកអាចជួយបានយ៉ាងណា
- នាំយកជំនាញរបស់អ្នក។ ប្រសិនបើអ្នកធ្វើការនៅក្នុងវាលខាងលើណាមួយ ផ្តល់ជូនភារកិច្ចមួយ ។ សូម្បីតែមួយម៉ោងពិនិត្យឡើងវិញម៉ូដែលរបស់យើងគឺមានតម្លៃ។
- Offerate un tetto ventoso. អគារខ្ពស់នៅលើឆ្នេរ, ភ្នំឬបើកចំហធម្មតាជាមួយនឹងការចូលដំណើរការដំបូលសុវត្ថិភាពអាចជាម្ចាស់អ្នកបើកបរ. Tell us where it is and which way the wind usually blows.
- ចែករំលែកទិន្នន័យខ្យល់។ ការវាស់វែងខ្យល់មួយឆ្នាំពីដំបូល, ស្ពានឬ mast ឆ្នេរសមុទ្រជួយយើងជ្រើសតំបន់សាកល្បង។
- ពិនិត្យមើលគណិតវិទ្យារបស់យើង។ ម៉ូដែល គឺបើក ។ If you find an error, tell us: we would rather be corrected now than after a pilot.
- ស្នើគំនិតល្អជាង ។ ផ្ញើវាតាមរយៈ សំណុំបែបបទការចូលរួមចំណែក ជាមួយនឹងបញ្ហាដែលវាដោះស្រាយ ការពិនិត្យរូបវិទ្យា តម្លៃប្រមាណជាមួយ kWh និងការសាកល្បងថោកបំផុត ដែលអាចបង្ហាញថាវាខុស ។
ប្រភព
- Salonvaara, ម, Karagiozis, មួយ, Pazera, មនិង Miller, វ. (2007). ចន្លោះខ្យល់នៅពីក្រោយការគ្របដណ្តប់: តើយើងបានរៀនអ្វីខ្លះ? សន្និសីទអគារ X ។
- លីសម៉ាន់, P.B.S (1983). ទាប Reynolds- ចំនួន airfoils. ការពិនិត្យឡើងវិញប្រចាំឆ្នាំនៃយន្តការរាវ 15, 223-239.
- Howey, ដា, Bansal, មួយនិង Holmes, សហរដ្ឋអាមេរិក (2011). ការរចនានិងប្រតិបត្ដិការនៃទុយោខ្យល់ដែលមានទំហំសង់ទីម៉ែត្រសម្រាប់ប្រមូលផលថាមពល។ សម្ភារៈនិងរចនាសម្ព័ន្ធឆ្លាត 20, 085021.
- Federspiel, ស៊ីស៊ីនិង Chen, J. (2003). Air-powered sensor. ការអនុវត្តនៃឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា IEEE ឆ្នាំ 2003, 22-25 ។
- ញូវម៉ាន់, ប៊ី. ជី. (1986). Multiple actuator-disc theory for wind turbines. ទស្សនាវដ្តីវិស្វកម្មខ្យល់និង Aerodynamics ឧស្សាហកម្ម 24, 215-225.
- អេឌីម៉ា, N. និងសហការី (2026). វិទ្យាសាស្រ្តថាមពលខ្យល់ 11, 2037-2051, រួមទាំងការពិនិត្យឡើងវិញនៃចំណេញពីររទេះរុញដែលវាស់វែង។
- លី, Q., Öztürk, K., Ragni, D. និងអ្នកដទៃទៀត។ (2017). ការរចនានិងការធ្វើតេស្តសាកល្បងនៃ vanes ស្ដារឡើងវិញ swirl សម្រាប់ប្រព័ន្ធ propeller ជំរុញ. 2017-3571 វិញ្ញាបនបត្រ.
- អូហៃយ៉ា, យី. និង Karasudani, ធី. (2010). ម៉ាស៊ីនអគ្គិសនីខ្យល់ដែលបានបិទជិតបង្កើតថាមពលខ្ពស់ជាមួយនឹងបច្ចេកវិទ្យាកែវខ្យល់ ។ ថាមពល 3(4), 634-649.
- វ៉ាន Bussel, G. J. W. (2007). វិទ្យាសាស្រ្តនៃការធ្វើឱ្យ torque ច្រើនពីខ្យល់: ការពិសោធន៍ diffuser និងទ្រឹស្តី revisited. ទស្សនាវដ្តីនៃរូបវិទ្យា: សន្និសីទស៊េរី 75, 012010.
- ហ្គីប, ភី (2017). មូលនិធិប្រាក់បៀវត្ស Kiwi បាត់បង់ $50 លានដុល្លារក្នុងភាពបរាជ័យនៃម៉ាស៊ីនបង្ហូរទឹកកក Ogin ។
- Giguère, ភី. និង Selig, ម. (1998). ថ្មី airfoils សម្រាប់តង់ស្យុងខ្យល់អ័ក្សផ្ដេកតូច. ទស្សនាវដ្តីវិស្វកម្មថាមពលព្រះអាទិត្យ 120 (2), 108-114 ។
- Kishore, រ៉ា. មួយ, Coudron, T. និង Priya, S. (2013). ថាមពលខ្យល់តង់ស្យុងតូចដែលអាចបត់បែនបាន (SWEPT) ។ ទស្សនាវដ្តីវិស្វកម្មខ្យល់និង Aerodynamics ឧស្សាហកម្ម 116, 21-31.
- តាម៉ារ៉ូ, S., Campagnolo, F. និង Bottasso, C.L. (2024). On the power and control of a misaligned rotor: beyond the cosine law. វិទ្យាសាស្រ្តថាមពលខ្យល់ 9, 1547-1575.
- ទីក្រុង Richmond-Navarro, G., Uchida, T. និង Calderón-Muñoz, W.R. (2022). ដំណើរការនៃម៉ាស៊ីនភ្លើងខ្យល់ដែលគ្របដណ្តប់នៅក្នុងស្ថានភាពលំហូររអិល yawed ។ វិស្វកម្មខ្យល់ 46, 518-528 ។
- មេតង់ស៍ (2006). ថាមពលខ្យល់នៅក្នុងបរិស្ថានដែលបានសាងសង់: ផលប៉ះពាល់នៃអគារ ។ ប្រធានបទបណ្ឌិត, TU Delft (បន្ទាប់ពី Mertens, 2003, វិស្វកម្មខ្យល់ 27(6)).
- វណ្ណា (2009) ។ Warwick ព្យុះការសាកល្បងរបាយការណ៍ចុងក្រោយ.
- វិទ្យាស្ថានជាតិប៉ាស៊ីហ្វិកខាងជើង (2025, 2026). របាយការណ៍ទីផ្សារខ្យល់ដែលបានចែកចាយនិងធ្វើឱ្យទាន់សម័យទិន្នន័យបច្ចេកវិទ្យា ។
- ក្រសួងថាមពលនិង NREL របស់សហរដ្ឋអាមេរិក (2025) ។ ប្រព័ន្ធ photovoltaic ថាមពលព្រះអាទិត្យតម្លៃប្រៀបធៀប, Q1 2025: ដំបូលពាណិជ្ជកម្ម $1.95 to $1.98 ក្នុងមួយ W ។
- Lazard (ខែមិថុនា ឆ្នាំ 2026) ។ តម្លៃថាមពលបានកើនឡើង, កំណែ 19.
- ក្រសួងព័ត៌មានថាមពលអាមេរិក (2025). តម្លៃមធ្យមនៃអគ្គិសនីដោយវិស័យ, 2024; Eurostat, ស្ថិតិតម្លៃអគ្គិសនី.
- បាត់បង់, S.R., នឹង, T. និង Marra, P.P. (2013). ការប៉ាន់ប្រមាណនៃចំនួនអ្នកស្លាប់ដោយសារគ្រោះថ្នាក់ចរាចរណ៍សត្វបក្សីនៅទីកន្លែងដែលមានខ្យល់នៅក្នុងសហរដ្ឋអាមេរិកជាប់គ្នា. ការថែរក្សាជីវសាស្រ្ត 168, 201-209.
- បាត់បង់, S.R., នឹង, T., បាត់បង់, SS និង Marra, P.P (2014). សត្វដែលបានបុកគ្នានៅក្នុងសហរដ្ឋអាមេរិក សត្វកណ្តុរ 116 (1), 8-23.
- ជំនួយ, A., Johnstone, C. និង Kelly, N. (2008). ការផ្លាស់ប្តូរថាមពលខ្យល់ទីក្រុង: សក្តានុពលនៃធុងបាសបំពង់. ថាមពលកកើតឡើងវិញ 33 (6), 1157-1163. គំនិតដែលទាក់ទងនឹងយើងនឹងសាកល្បងផងដែរ: បំពង់តាមរយៈ parapet បើកបរដោយភាពខុសគ្នានៃសម្ពាធរវាងមុខនិងដំបូល.