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바이올렛과 오렌지 일몰 하늘, 어두운 푸른 바다 위의 지평선에 태양에 서 있는 해양 풍력 터빈.
그린 이니셔티브 · 오픈 리서치

팬 월

우리는 바람으로부터 전기를 만드는 컴퓨터 선풍기로 건물을 덮으려고 시도했습니다. 물리학은 그 버전에 대해 거부했습니다. 또한 더 나은 하나를 가리켰습니다. 여기 모든 수학, 무엇이 입증되었는지, 무엇이 아닌지, 그리고 알아내기 위해 필요한 것들입니다.

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

본 적이 있는 모든 풍력터빈은 동일한 논리를 따릅니다. 가능한 한 크고, 가능한 한 높은 하나의 회전자입니다. 훌륭하게 작동하고, 크레인과 열린 땅 그리고 수년간의 허가가 필요합니다. 우리의 질문은 그 반대입니다. 이미 도시가 있는 곳에 설치된 많은 작은 회전자들이 이해할 수 있는 가격으로 전기를 만들 수 있을까요? 팬 월 아이디어는 Local Solar System 재단 내에서 2020년에 처음 제안되었으며, 이 페이지는 개방적이고 업데이트 된 모델입니다.

이 페이지는 아이디어를 지원하거나, 구축하거나, 시험할 수 있는 사람들을 위해 작성되었습니다. 이것은 의도적으로 판매 안내서가 아닙니다. 우리는 첫 번째 설계를 위해 수치를 실행하고, 어디에 실패하는지 발견하고, 다시 설계하고, 숫자를 다시 실행했습니다. 짧은 버전: 외관에있는 컴퓨터 팬의 벽은 작동하지 않습니다, 바람이 많은 지붕 가장자리에 더 큰 덕트로터의 크라운은 진짜 전기를 만들 수 있으며, 우리가 잘 테스트 할 수있는 여러 가지가 없다면 가격에 태양열 패널을 이길 수 없습니다. 아래의 모든 그림은 우리의 개방형 모델에서 나옵니다 (코드, 데이터).

2.2%풍속의, 최대, 폐쇄 된 외관에 장착 팬을 통해 통과 할 수 있습니다 평면 : 공기가 어디로 가야
159 킬로와트시바람이 부는 6.5 m/s 사이트에서 개선된 크라운에서 연간 m²당 (중앙; 범위 43 ~ 509)
225 킬로와트시같은 건물의 지붕에 설치된 태양광 패널에서 연간 m²당 (중앙)
$0.84개선된 크라운, 중앙 사례, 바람이 많이 부는 지역(범위 $0.14 to $6.30)의 kWh당; 옥상 태양광: $0.19

버전 1, 그리고 그것이 작동하지 않는 이유

The first idea was a building facade, 40 m long and 15 floors high, covered in about 110,000 fans of 120 mm, each run backwards so its motor becomes a generator. 멋진 사진이네요 이것은 중요성의 순서대로 세 가지 이유로 실패합니다.

버전 1의 전면 고도 팬 벽, 40 미터 길이와 15 층 높이, 작은 팬 모듈로 덮여, 사람과 규모에 대한 버스.
버전 1: 120mm 팬으로 덮인 1,800 m²의 외관. Local Solar System 재단 개념도면.

1. 공기는 폐쇄된 벽을 통과할 수 없습니다. 터빈은 그것을 통해 흐르는 공기로부터 에너지를 얻습니다. 견고한 외관에 바람이 멈추고 (엔지니어는 정체라고 부르며) 위로, 아래로 및 옆으로 미끄러집니다. 각 팬의 뒤에 30cm의 공간이 있고, 측면과 상단이 열려 있다고 해도 연속성은 한계를 설정한다: 1,800 m²의 팬들로 들어오는 모든 공기는 약 39m²의 공간을 통해 나가야 하므로, 바람의 속도의 2.2% 이상으로 팬들을 통과할 수 없다. 전력은 속도의 입방체와 함께 가서, 그래서 벽은 무료로 서있는 동일한 팬이 만들 것인지의 0.01% 아래에 잘 유지할 것이다. 실제 통풍 클라이딩의 측정 결과는 다음과 같습니다: 최대 5m/s의 바람에서 공기 흐름은 0.2 ~ 0.6 m/s입니다(Salonvaara et al., 2007). 위의 3D 모델을 버전 1로 전환하여 보십시오. 바람이 벽에 멈추고 멀리 미끄러집니다.

건물을 통과하는 구간: 바람은 닫힌 외관에서 정체되고 모듈의 크라운이 있는 지붕 가장자리를 넘어서게 됩니다.
공기가 흐를 수 있는 곳이죠 컨셉 도면, 모델 버전 2.

2. 작은 블레이드는 잘 작동하지 않습니다. 120mm 팬 블레이드의 코드는 약 2cm입니다. 날개 주위의 공기는 10,000에 가까운 레이놀즈 수로 이동하며, 이는 날개가 그들의 상승-항력 비율의 대부분을 잃는 정권이다: 부드러운 날개는 약 70,000의 임계 레이놀즈 수 이상에서 “규모의 차수보다 더 많이” 개선된다(Lissaman, 1983). 센티미터 단위로 측정된 터빈은 9% (Howey, Bansal and Holmes, 2011)의 전력 계수에 도달합니다. 터빈으로 사용된 10cm의 컴퓨터-팬 회전자는 5 m/s에서 28mW를 전달하며, 우리의 계산에 의해 그것을 가로질러 바람의 파워의 약 4%입니다 (Federspiel and Chen, 2003). 컴퓨터 팬은 공기를 밀어주도록 만들어졌습니다.

Six square black 80 mm computer fans with their cables and a wire finger guard, on a white background.
표준 80mm 컴퓨터 팬. 버전 1은 한 면에 그들의 조금 더 큰 120 mm 사촌 110,000을 상상했다. Photo: cappie2000 (public domain)

3. 수천 개의 작은 발전기가 만들어낸 약간의 전력을 낭비합니다. 몇 볼트에서 와트의 일부만을 공급하는 팬 모터는 다이오드 정류기 한 대에서 10~40%를 잃을 수 있습니다. 팬에서 그리드까지의 전체 사슬에 대한 중앙 추정치는 54%입니다.

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.

한계를 설정하는 물리학

면적 A을 통해 바람에 의해 전달되는 힘은 공기 밀도 ρ = 1.225 kg/m³이 있는 경우 P = ½ ρ A v³이다. 큐브는 모든 것을 의미합니다. 6 m/s에서 제곱 미터당 132 W, 12 m/s에서는 1,058 W를 전달합니다. 일년에 평균, 도시 지붕 4 m / s의 평균 바람은 약 75 W per m² 제공; 6.5에서 노출된 해안선 m/s 에 대해 321 W per m².

베츠 한계. 어떤 열린 회전자도 그 영역을 통해 흐르는 전력의 16/27 ≈ 59.3% 이상을 추출할 수 없습니다.

두 번째 로터가 추가할 수 있는 것. 직렬로 두 개의 회전자 (제트 엔진의 단계와 같이)는 최대 도달할 수 있습니다 16/25 = 64% 하나의 회전자의 영역을 통해 전력, 그리고 무한히 많은 단지 2/3 (뉴먼, 1986). 제트 엔진은 연료를 태우는 것과 같은 거대한 압력 차이로 공기를 밀어넣기 때문에 단계를 쌓아 올린다. 자유 바람은 그러한 압력을 제공하지 않습니다: 모든 추가 단계는 공기를 더욱 느리게하고, 느린 공기가 장치 주위에 흘러 나옵니다. 반대로 회전하는 풍력 로터의 측정된 이득은 0 ~ 60% 사이이지만, 최근에 잘 통제된 시험에서 2 ~ 10% (Adema et al., 2026 review)로 나타났다.

고정자 베인이 추가 할 수있는 것은 무엇입니까? 회전자는 공기를 소용돌이치게하고 소용돌이는 에너지를 잃습니다. 소형 로터의 낮은 팁-속도 비율에서 손실이 크다: 이상적인 Glauert 로터는 팁-속도 비율 1에서 0.42, 2에서 0.51 및 5에서 0.57에 도달한다. 로터 뒤에 고정된 베인은 그 일부를 회복할 수 있습니다. 풍력터빈에서 이것을 측정한 사람은 없다; 비행기 프로펠러에서 그러한 날개는 **2 ~ 5%**를 주었다 (Li et al., 2017).

덕트가 줄 수 있는 이점. 평평한 면(큐슈 대학의 “바람렌즈”)을 가진 덕트는 로터 뒤쪽의 압력을 낮추고 더 많은 공기를 통과시킵니다. 풍동 실험에서 컴팩트한 브림이 달린 디퓨저는 로터의 영역에 비해 0.37에서 0.7과 0.88 사이의 파워 계수를 올렸지만, 전체 브림에 비해 0.48에서 0.54까지만 올렸다(Ohya and Karasudani, 2010). 이것이 잡는다: 전면의 평방미터당, 덕트는 결코 Betz 한계를 이길 수 없었다, “실제로 전력 증가 요인은 3 이상 달성되지 않았다”, 그리고 덕트 터빈은 “50년 이상”있다. 이제까지 상업적 성공 없이” (van Bussel, 2007). The most expensive recent attempt, FloDesign/Ogin, removed its turbines within six months and was liquidated in 2017 (Gipe, 2017).

높은 하얀 기둥에 다섯 작은 풍력 터빈, 각 회전자는 평평한 테두리와 원형 반지에 의해 둘러싸여, 구름 낀 하늘.
일본 큐슈 대학교 이토 캠퍼스의 풍렌즈 터빈: 각 회전자는 평평한 테두리가 있는 반지 안에서 회전하며, 우리 모듈의 덕트도 이 아이디어를 빌렸습니다. Photo: Hot cake syrup, CC BY-SA 3.0

크기는 레이놀즈수에 따라 중요합니다. 우리는 각 크기에서 가능한 최상의 회전자를 계산하기 위해 블레이드-엘리먼트 운동량 모델을 사용했습니다(Selig’s SG6043와 같은 낮은 레이놀즈수 항공기 날개로부터 측정된 웨이크 회전, 팁 및 허브 손실, 그리고 레이놀즈수에 따라 감소하는 리프트-드래그 비율과 함께 Glauert의 최적화):

로터 직경블레이드, 팁-속도 비율레이놀즈수(반지름의 75%)최고의 디자인 Cp
4cm8, 1.254,5000.23
12cm(컴퓨터 팬)8, 1.512,0000.29
25cm8, 2.020,0000.36
50cm (향상된 모듈)6에서 7까지, 2.543,0000.39에서 0.40
1m6, 3.074,0000.42
7 m (소형 터빈)8, 4.5265,0000.49

이것은 실제 손실 전에 특수 제작된 블레이드의 천장입니다. 검사로서, 특별히 설계된 39cm 이동식 터빈은 0.32를 측정했고, 우리 모델은 그 크기에 대해 약 0.39를 제공합니다 (Kishore, Coudron and Priya, 2013): 따라서 우리는 첫 번째 하드웨어가 설계 값의 65 ~ 90%에 도달하고, 층간 분리가 지배적인 센티미터 로터에서는 훨씬 적다고 가정합니다.

풍동에서 작은 세 개의 날개 모형 풍력 터빈, 모터에 의해 구동되는 금속 플랩의 큰 그리드 앞에 슬림한 타워.
독일 올덴부르크 대학교의 풍동에서 모형 풍력터빈이 공기를 제어된 난류로 휘저는 모터 구동 플랩의 활성 그리드 앞에 있습니다. 우리의 로드맵의 1단계는 이러한 종류의 시험입니다. Photo: Schottler, Reinke, Hölling, Whale, Peinke and Hölling, CC BY 3.0

풍향. 고정 모듈은 바람의 일부만 사용합니다. 열린 회전자의 경우 전력은 대략 정렬 각도의 세제곱과 함께 감소하며, 덕트의 경우 더 부드럽게 감소한다(Tamaro et al., 2024; Richmond-Navarro et al., 2022). 온화한 바람이 불면, 그것을 마주보는 모듈은 47% 항상 정렬된 회전자가 가질 수 있는 에너지의 절반이죠. 버전 1은 100%로 가정합니다.

개선된 디자인: 바람 방향 지붕 가장자리에 크라운

위의 모든 것을 가지고 디자인은 거의 스스로를 작성합니다: 레이놀즈 수가 더 나은 곳에 더 큰 회전자, 보호하고 가속화하는 덕트에서, 공기가 통과 할 수있는 자유롭게 서서, 유동이 가장 강한 건물의 장소에서 우세한 바람을 마주. 그곳이 지붕 끝이야 외관에 부딪히는 공기는 상승하고 가장자리를 넘어서며, 지붕의 바람이 불어오는 가장자리 위에서는 지붕 높이에서의 속도보다 1.06 ~ 1.25배 더 빠르지만, 그 가장자리가 바람이 불어올 때에는 0.38배 정도이다(Mertens, 2006).

각 모듈은 725mm 사각형으로, 소형 바람렌즈 덕트에 있는 0.5m의 일곱 개의 블레이드로터, 일부 소용돌이를 회복하고 50~300W 발전기를 운반하는 다섯 개의 고정자 베인, 스테인리스 가드 메쉬 및 최대 전력 포인트 추적을 위한 하나의 밀봉된 전원 보드가 있습니다. 두 줄은 1.45m 높이의 크라운을 만들어 파라펫 위에 있는 강철 레일에 부착한다. 한 사람이 모듈을 들어 올려 교체할 수 있습니다.

개선된 모듈을 통한 절단: 가드 메시, 일곱 블레이드 로터, 평평한 면과 함께 덕트, 고정자 베인 및 발전기 포드, 치수.
향상된 모듈. 컨셉 도면, 모델 버전 2.

블레이드는 추측되지 않습니다. 모델은 실제로 볼 수 있는 레이놀즈수를 위해 그들을 설계한다, 6m/s에서 약 45,000: 코드 62mm 근처의 뿌리에 테이퍼링 팁에서 36mm, 38 °에서 10 °까지 트위스트, 디자인 팁-속도 비율 2.5. 6 m/s에서 회전자는 약 700rpm으로 회전한다; 터빈의 팁은 30 m/s로 10 m/s의 바람에서 이동하며, 대형 터빈의 팁의 79 m/s의 반도 안된다.

Blade planform and a table of chord, twist, Reynolds number and lift-to-drag ratio at seven radii.
블레이드 요소 운동량 모델에서 블레이드 코드와 트위스트.

정직한 숫자

전면 면적의 평방 미터 당 비교하는 공정한 방법입니다: 외관, 지붕 크라운과 고속도로 장벽 모두 같은 것에 대한 경쟁, 바람을 마주 표면. 중앙값, 모델 데이터의 비관적에서 낙관적인 전체 범위. 에너지는 바람 방향, 난류(515%의 손실), 가용성(9297%)을 포함한다. 에너지 비용: 7 %의 실제 할인율로 20 년, 유지 보수 2 ~ 5 % 매년 투자.

디자인전두부 영역에 Cp년당 m² 당 kWh, 바람이 많이 부는 사이트 / 도시용량 인자, 바람 / 도시m²당 설치 비용kW당 비용, 바람이 많이 부는 / 도시간단한 회수율 $0.19/kWh
A. 버전 1, 기본 120mm 팬(프리스탠드)0.04523 / 55.2% / 1.2%$765$4.21 / $18.0절대로
A2. 맞춤형 120mm 로터0.08945 / 115.2% / 1.2%$805$2.23 / $9.45절대로
B0. 0.5 m 개방형 회전자, 크라운0.148125 / 349.3% / 2.5%$1,192$1.19 / $4.37절대로
B. 개선 : 0.5 m 덕트, 고정자, 크라운0.164159 / 4310.7% / 2.9%$1,074$0.84 / $3.10결코 (최상의 경우: 4.5 년 바람이)
B2. B와 반대로 회전하는 로터0.174168 / 4610.7% / 2.9%$1,245$0.92 / $3.40절대로
B3. 독립적 인 장벽으로 B0.164128 / 328.6% / 2.2%$944$0.92 / $3.66절대로
옥상 태양, 같은 건물22512%$410$0.1910.6년
남쪽 외관에 태양1397.6%$630$0.4731년
10kW 터빈, 7m 회전자, 18~30m 높이의 마스트로터에 0.35터빈당 31,600 / 10,300 kWh36% / 12%kW당 $8,910$0.35 / $1.0827년 바람이 불어

테이블에 있는 내용:

  • 덕트는 그 자리를 얻습니다. 전면 m² 당, 덕트 모듈 (B)은 대부분 바람 방향을 더 잘 견딜 수 있기 때문에 열린 상태에서 동일한 회전자 (B0)를 약 10 ~ 30 %로 이깁니다. 그들은 또한 가드, 조용한 팁과 고정자를위한 장소를 제공합니다.
  • 두 번째 회전자는 지불하지 않습니다. 그것은 16 % 더 많은 비용에 대한 약 6 %의 에너지를 추가합니다. 제트 엔진 스타일의 다단계 풍력 모듈은 물리학적 한계가 있고, 야망이 없습니다.
  • 바람을 향한 모듈만 지불합니다. 지붕 주변의 모든 크라운은 다른 측면이 대부분의 시간 동안 유행하는 바람에서 멀리 떨어져 있기 때문에, 바람을 향한 측면과 비교하여 모듈당 55 % 만 적립됩니다. 우리의 참조 건물 (40 × 20 m, 높이 45 m)에 합리적인 크라운은 바람을 향한 측면 만: 60 평방 미터, 약 $ 64,000, 풍부한 사이트에서 연간 약 9,500 kWh, 도시에서 2,600. 옥상 태양열에서 동일한 돈은 155 평방 미터의 패널을 구입하고 연간 약 35,000 kWh를 생산합니다.
  • 도시에서는 경쟁할 수 없습니다. 건물에 장착 된 마이크로 바람은 가난한 기록을 가지고있다: 워릭 바람 시험에서 26 터빈은 평균 0.85 %의 용량 인자 (엔크래프트, 2009) 그리고 런던의 세 개의 터빈 스트라타 타워 소음과 진동 불만 사항 이후에 꺼졌습니다.

규모에 대해서는 미국의 소형 풍력 발전기는 평균적으로 14~16%의 용량 인자를 가지고 있으며, 2024년과 2025년에 설치된 kW당 $6,680 to $9,630개(PNNL 분산 풍력 보고서)이다. 우리의 크라운은 비용 추정이 환상이 아닌 표시입니다 같은 범위에서 정격 kW 당 약 $6,300에 착륙합니다.

나무 위의 푸른 하늘에 대 한 높은 격자 타워의 상단에 노란색 꼬리 날개와 작은 세 블레이드 풍력 터빈.
오리건주 포틀랜드 시의 퇴비화 사이트에 있는 격자형 타워 위에 설치된 Bergey Excel 소형 풍력 터빈. 이와 같은 높은 마스트에 작은 터빈은 위의 테이블의 마지막 행입니다. Photo: Paul Gipe, CC BY-SA 4.0

증명된, 가능성이 있고 추측적인 것은 무엇인가

Proven (textbook or measured): 바람과 베츠 한계의 전력; 두 개의 회전자에 대한 16/25 천장; 덕트는 회전자 영역당 전력을 증가시키지만, 전면 영역 당 Betz를 초과하지 않습니다. 70,000 이하의 레이놀즈수에서 작은 블레이드는 효율성을 상실한다; 폐쇄된 벽은 통과 흐름이 없습니다; 지붕 가장자리가 바람에 의한 흐름을 가속화시키는 것; 도시에 설치된 마이크로 터빈은 성능이 좋지 않았습니다.

가능한 경우(지원되지만 이 설계에 대해 측정되지 않음): Reynolds 45,000용으로 설계된 0.5m 로터는 소형 브림 덕트에서 로터 영역에서 0.3의 파워 계수와 0.55의 전력 계수를 달성합니다; 50~300W 발전기 및 모듈 수준 MPPT를 사용하여 로터에서 그리드까지 75%의 체인 효율; 첫 프로젝트의 설치 비용은 m²당 $1,000에 가깝습니다.

Speculative (must be measured): 나란히 패킹된 덕트가 서로에게 얼마나 손실되는지 (10에서 30%로 가정); 주어진 건물의 크라운에서 실제 가속과 난류; 20년간의 기류, 얼음 및 먼지에 대한 수천 개의 베어링의 내구성 소음과 진동 건물로 전송; 메시 덕트와의 야생 동물 상호 작용 (대형 터빈은 미국에서 140,000에서 328,000 새를 매년 죽이고 있습니다. (Loss, Will and Marra, 2013)); 유리 건물은 365에서 988백만명을 죽인다(Loss et al., 2014); 아무도 메시 지붕 가장자리 모듈에 대한 데이터가 없습니다).

각각 풍력 터빈 로터를 보유 하는 어두운 유리 타워의 곡선 상단에 세 개의 원형 개구, 파란 하늘에 대 한.
2012년에 런던의 주거용 타워인 스트라타 SE1의 정상부에 설치된 세 개의 풍력터빈. Photo: Cmglee, CC BY-SA 3.0

무엇이 진실이어야 하는가

바람이 6.5m/s로 불어오는 현장에서의 크라운에 대한 전기 비용은 우리가 해결할 수 있는 두 가지 요소에 달려 있습니다: 각 평방미터의 전면 영역에서 제공되는 전력량과 설치비용입니다.

전두부 영역에 Cp평방미터당 $300평방미터당 $500평방미터당 $800평방미터당 $1,100
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

승리할 수 있는 곳과 이길 수 없는 곳

이기는 법:

  • 바람이 높은 건물과 해안 사이트, 태양에 대한 보완으로: 태양 전지판이 거의 생산 할 때, 겨울과 폭풍우에서 밤에 지붕 가장자리 피크에 바람.
  • 지붕이 이미 채워지거나 그늘진다. 크라운은 지붕 영역이 아닌 가장자리를 사용하고 패널, 공장 또는 테라스와 경쟁하지 않습니다.
  • 케이블 비용이 비싼 오프 그리드 전력: 센서, 조명, 통신 장비, 다리, 마스트 및 해안 구조물에 기상 관측소.
  • 이미 존재하는 장벽: 고속도로 및 철도 소음 장벽, 바다 벽과 다리 난간, 구조가 지불되는 곳.
  • 가시성과 교육. 태양열 패널이 아닌 공공 성명을 회전하는 크라운; 학교, 박물관 및 랜드마크 건물은 그 가치를.
More than a dozen small white wind turbines on short masts crowded along a flat roof above a shop sign, with trees behind.
2011년, 캘리포니아 모로베이의 두 지붕에 설치된 열두 개 이상의 소형 터빈. 지붕에 로터를 놓는 것은 쉽습니다; 그들을 지불하는 것은 어려운 부분입니다, Warwick 바람 시험이 보여주듯이. Photo: Paul Gipe, CC BY-SA 4.0

이기지 못할 수 있습니다:

  • 값싼 전기의 원천으로서. 대형 풍력 및 태양광 발전소 비용 $0.04 to $0.10 kWh 당; 건물에 아무것도 가까이 오지 않습니다.
  • 보호 도시 거리와 저층 교외 지역에서 평균 바람이 지붕 높이에서 4 ~ 5 m / s 미만입니다.
  • 외관에 평평하게. 로터가 설계되어 있든 없든, 폐쇄된 벽에는 통과 유량이 없습니다.

개발 로드맵과 비용

위상작업이것이 가능하게 하는 결정예상 비용시간
0. 설계 연구블레이드 및 덕트 설계, 하나의 모듈과 3 × 3 어레이의 CFD, 전기 토폴로지, 제조업체와의 비용 모델전면 영역에 Cp가 0.2 이상이면 배열에서 가능한가요?$30k to $60k3~4개월
1. 풍동Three rotors, three ducts, stator on and off, then a 3 × 3 array; 3에서 15 m/s, 휘도 0에서 45°측정된 Cp, 어레이 손실, 시작 속도, 노이즈$60k to $120k비트4~6개월
2. 프로토타입 모듈발전기, 전원 보드, 밀폐 모듈; 내구성, 얼음, 비 및 음향 테스트(IEC 61400-11 방법)모듈 효율성 및 내구성$50k to $100k6개월
3. 지붕 파일럿바람이 불어오는 쪽 가장자리에 10~20개의 모듈, 초음파 풍속계 또는 라이더, 일년간의 데이터, 야생동물 카메라실제 m² 당 kWh, 가용성, 건물 내 소음$80k to $150k12개월
4. 제품 경로구조 및 외관 엔지니어링, IEC 61400-2 설계 기반, 영국 MCS 006 또는 미국 ACP 101-1 인증, 전기 및 화재 규정 준수, 보험건물 소유자가 구입할 수 있는 제품$100k to $250k비트12~18개월

Phases 0 to 3 need roughly $220,000 to $430,000 and two years. 각 단계는 분명한 정지 지점이 있습니다. 만약 풍동에서 전면 Cp가 배열에서 0.2에 가까운 수치를 보여주지 않으면, 우리는 그곳에서 중단하고 이유를 발표합니다.

우리가 필요로 하는 사람

  • 낮은 레이놀즈와 덕트형 로터 경험을 가진 공기역학자, 블레이드, 덕트 및 고정자를 설계하고 검토합니다.
  • 대학 또는 상업용 풍동, CFD 엔지니어와 함께 테스트를 계획하고 배열 상호 작용을 모델링합니다.
  • 전력전자공학 엔지니어 소형 영구 자석 발전기, 능동 정류, MPPT 및 다양한 모듈에서의 DC 수집을 위한 제품입니다.
  • 구조 및 외관 엔지니어 크라운에 대한 바람 하중 (EN 1991-1-4 / ASCE 7), 고정, 얼음 및 피로.
  • 음향학자는 건물에 전송되는 음색 소음과 진동을 다룹니다.
  • 도시 풍력 전문가는 건설되기 전에 후보 지붕 가장자리에서 바람을 측정하고 모델링합니다.
  • 인증 및 규정 준수: 작은 바람 표준 (IEC 61400-2, -11, -12-1), 전기 및 화재 코드, 그리고 보험사가 파일럿을 커버 할 의지.
  • 생태학자 새와 박쥐 모니터링을 설계합니다.
  • 블레이드 및 덕트의 가격을 볼륨으로 결정하기 위해 사출 성형 또는 회전성형에서 제조 파트너.

더 나은 아이디어는 환영합니다

팬 월은 더 넓은 의미의 질문에 대한 하나의 해답입니다. 어떻게 사람들이 이미 살고 있는 장소에서 오늘날보다 더 많은 청정 에너지를 생산, 저장 또는 저장할 수 있을까요? 이 페이지의 수치가 다른 방법이 더 나을 것이라고 설득한다면, 우리는 그것을 듣고 싶습니다. 열을 만들기도하는 옥상 태양, 열 저장, 수도 주파수에서 회복된 에너지, 폐열 또는 수요의 스마트한 타이밍은 모두 많은 건물에서 바람 크라운을 이길 수있다. 아이디어 레이더는 그들을 비교하고, 각각은 우리가 여기에 적용하는 동일한 정직성으로 작성된 자신의 기사를 가지고 있습니다.

재단의 일부 회원들은 투표를 들을 수 있는 연락처가 있을 수 있습니다. 투입되기 위해, 아이디어는 실제로 전력을 생산하는 작동, 실제 모델이 필요합니다, 그것의 출력은 장치에 측정, 주장하지 않습니다; 그것은 정확히 이 페이지가 도면보다는 풍속 터널과 지붕 파일럿으로 끝나는 이유입니다. 종이 아이디어도 환영합니다: 물리학과 수치가 고체라면, 우리는 여기에 웹 사이트에 게시 할 수 있습니다. 그러나 작동 모델없이 자본을 조성하는 것은 매우 어렵습니다, 그리고 아무것도 여기에 자금의 약속은 아니다, 반환 또는 소개. 표준은이 페이지를 만나려고 노력하는 하나입니다: 숫자를 보여주고, 당신이 잘못된 것을 증명 할 것이라고 말하고, 가장 저렴한 시험을 제안합니다.

A white ultrasonic anemometer with three pairs of sensor arms on a mast above heather moorland, with a wind vane and other instruments above it.
스코틀랜드 휘모스에 있는 초음파 풍속계. 이 풍속계는 소리의 펄스로 바람의 속도와 방향을 측정하며, 움직이는 부품이 없습니다. 옥상 조종사는 이런 기구로 바람을 측정할 거야 Photo: M J Richardson, CC BY-SA 2.0

당신이 도울 수 있는 방법

  • 전문성을 가져오십시오. 위의 분야 중 하나에서 일하고 있다면, 작업을 제안하십시오. 우리 모델을 검토하는 시간조차도 소중합니다.
  • 바람이 불어오는 지붕을 제공하십시오. 안전한 지붕 접근과 해안, 언덕 또는 열린 평야에 높은 건물은 파일럿을 수용 할 수 있습니다. 바람이 어디서 불고 어느 방향으로 불는지 말해주세요.
  • 바람 데이터 공유. 지붕, 다리 또는 해안 돛대에서 일년 동안 측정한 바람을 기반으로 시범 사이트를 선택합니다.
  • 수학을 확인해 보세요. 모델은 열려 있습니다. 오류를 발견하면, 우리에게 말해: 우리는 파일럿 후보다 지금 수정하는 것이 좋습니다.
  • 더 나은 아이디어를 제안하세요. 해결하는 문제, 물리학적 검사, kWh당 대략적인 비용과 잘못된 것을 증명할 수 있는 가장 저렴한 시험을 포함하여 기여 양식을 통해 제안서를 보내주십시오.

소스

  1. 카라지오시스, A., 파제라, M. 밀러, W. (2007). 클라이딩 뒤에 있는 공기공간: 우리가 배운 것은 무엇입니까? 건물 X 컨퍼런스.
  2. 리사먼, P.B.S (1983). 레이놀즈 숫자가 작은 날개. 유체 역학 연례 검토 15, 223-239.
  3. Howey, D.A., Bansal, A. 및 홈즈, AS (2011). 에너지 수집을 위한 센티미터 규모의 덮인 풍력 터빈의 설계 및 성능. 스마트 재료 및 구조 20, 085021.
  4. 페더슈필, C.C.와 첸, J. (2003). 공기로 작동하는 센서 IEEE 센서 2003, 22-25 회의록.
  5. 뉴먼, B.G. (1986). 풍력터빈을 위한 다중 액추에이터-디스크 이론. 풍력 공학 및 산업 공기 역학 저널 24, 215-225.
  6. 에이미, 에이미. (2026). Wind Energy Science 11, 2037-2051, 측정된 이중 회전자 이득의 검토를 포함하여.
  7. 리, Q., 오즈투르크, K., 라그니, D. 등 (2017). 프로펠러 추진 시스템을 위한 소용돌이 회복 베인의 설계 및 실험적 검증. AIAA 2017-3571.
  8. 오야, Y.와 카라수다니, T. (2010). 풍렌즈 기술로 고출력을 생성하는 덮인 풍력터빈. 에너지 3(4), 634-649.
  9. 판 부셀, G.J.W. (2007). 풍력으로부터 더 많은 토크를 만들어내는 과학: 디퓨저 실험과 이론의 재검토. Journal of Physics: Conference Series 75, 012010.
  10. 에이스, P! (2017). Kiwi pension fund loses $50 million in Ogin ducted turbine fiasco.
  11. 지구에르, P.와 셀리그, M.S. (1998). 소형 수평축 풍력터빈을 위한 새로운 날개. 태양광 에너지 공학 저널 120(2), 108-114.
  12. 키쇼레, R.A., 쿠드론, T. 및 Priya, S. (2013). 소규모 풍력 에너지 이동식 터빈 (SWEPT). 풍력 공학 및 산업 공기역학 저널 116, 21-31.
  13. 타마로, S., 캄파뇨로, F. 그리고 보타소, C.L. (2024). 권력과 제어의 잘못된 정렬 회전자: 코사인 법칙을 넘어. 풍력 에너지 과학 9, 1547-1575.
  14. 리치몬드-나바로, G., 우치다, T. 및 칼데론-무뇨스, W.R. (2022). 난류 조건에서의 덮인 풍력 터빈 성능. 풍력 공학 46, 518-528.
  15. 메르센, S. (2006). 건축 환경에서의 풍력 에너지: 건물의 집중 효과. 박사 학위 논문, TU Delft (Mertens, 2003, Wind Engineering 27(6)).
  16. 에스프레소 (2009년). 워릭 풍력 시험 최종 보고서.
  17. 태평양 노스웨스트 국립 연구소 (2025, 2026). 분산 풍력 시장 보고서 및 기술 데이터 업데이트.
  18. 미국 에너지부와 NREL (2025). 태양광 광전지 시스템 비용 벤치마크, Q1 2025: 상업용 지붕 $1.95 to $W 당 1.98.
  19. Lazard (June 2026). 에너지 비용을 레벨화한 버전 19.
  20. 미국 에너지 정보국 (2025). 분야별 전기의 평균 가격, 2024; 유로스타트, 전기 가격 통계.
  21. 손실, S.R., 윌, T. 및 마라, P.P. (2013). 풍력 발전소에서의 조류 충돌 사망률 추정치 생물학 보존 168, 201-209.
  22. 손실, S.R., 뜻, T., 손실, S.S. 및 마라, P.P. (2014). 미국에서 벌어진 새들의 건물 충돌. 콘도르 116(1), 8-23.
  23. 그랜트, A., 존스톤, C. 및 켈리, N. (2008). 도시 풍력 에너지 전환: 덕트 터빈의 가능성. 재생 가능 에너지 33(6), 1157-1163. 관련 아이디어는 우리가 또한 테스트 할 것이다: 외관과 지붕 사이의 압력 차이에 의해 구동 parapet을 통해 덕트.