Энэ сайт дээрх зарим хэл нь машин орчуулгатай бөгөөд алдаа байж болно. Үүнийг сайжруулахад туслаарай Англи хэл дээрх эх бичвэрийг уншина уу
Цэнхэр, ногоон өнгийн нар жаргах тэнгэрт зогсож буй далайн эрэг дээрх салхины турбинууд. Нар нь гүн цэнхэр далай дээр харагдаж байна.
Нээлттэй судалгаа

Хуванцар

Бид салхиар цахилгаан үйлдвэрлэдэг компьютерийн сэнсээр барилгаа чимэх гэж байна. Физикч нар энэ хувилбарыг дэмжээгүй. Мөн илүү сайн хувилбарыг санал болгосон юм. Эдгээр нь математикийн тооцоолол, юуг баталсан, юуг үгүйсгэсэн, мөн үүнийг олоход юу шаардагдахыг харуулав.

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

Таны харж байсан бүх салхины турбинууд ижил логикийг дагадаг: нэг ротор нь хамгийн том, хамгийн өндөр байх ёстой. Энэ нь гайхалтай ажилладаг, гэхдээ кран, нээлттэй газар, олон жилийн зөвшөөрөл шаарддаг. Бидний асуулт эсрэгээрээ байна. Хотууд байрлаж байгаа газруудад суурилуулсан олон жижиг роторууд нь оновчтой үнээр цахилгаан үйлдвэрлэх боломжтой юу? Fan Wall санааг анх Local Solar System Foundation-д 2020 онд санал болгосон; энэ хуудас нь нээлттэй, шинэчлэгдсэн загвар юм.

Энэ хуудас нь санааг санхүүжүүлэх, бүтээх эсвэл туршиж үзэх хүмүүст зориулагдсан. Энэ нь зөвхөн худалдааны брошюр биш юм. Бид анхны загварыг тооцоолж, алдаа гарсан газрыг олж, дахин тооцоолж, мөн тоог дахин тооцоолсон. Жишээ нь: Нүүрний гадаргуу дээрх компьютерийн сэнсүүдийн хана ажиллахгүй, салхитай дээврийн хажууд байрлах том роторууд жинхэнэ цахилгаан үйлдвэрлэж чадна, мөн бид хэд хэдэн зүйлийг туршиж үзээд сайн үр дүн гарвал нарны панелийн үнийг давж чадахгүй. Доорх бүх зураг нь бидний нээлттэй загвараас (код, өгөгдөл) гаралтай.

2.2%of the wind speed, at most, can pass through fans mounted flat on a closed facade: the air has nowhere to go
159 кВт/ цаг6.5 м/ с салхитай газарт сайжруулсан ханын хэмжээг жил бүрийн нэг кв.м-д (хэсэг; 43-с 509 хүртэл)
225 кВт/ цагper m² per year from rooftop solar panels on the same building (central)
$0.84per kWh for the improved crown, central case, windy site (range $0.14 to $6.30); rooftop solar: $0.19

1-р хувилбар, яагаад ажиллахгүй байгаа нь

Эхний санаа нь 40 метр урт, 15 давхар барилга бөгөөд 120 мм-ийн 110,000 шүршигчээр бүрхэгдсэн бөгөөд мотор нь генератор болж хувирна. Энэ сайхан зураг. It fails for three reasons, in order of importance.

1-р хувилбарын өмнөх өндөр 40 метр, 15 давхар, жижигхэн агааржуулагчаар бүрсэн, нэг хүн болон автобусыг хэмжээгээр нь харуулсан.
1-р хувилбар: 1800 м² талбайтай, 120 мм-ийн агааржуулагчаар бүрсэн фасад. Local Solar System Төлөөлөгчийн газрын концепцийн зураг.

1. Хатуу ханаар агаар нэвтрэхгүй. Турбин нь түүнийгээр урсах агаараас эрчим хүч авдаг. Төмөр фасад дээр салхи зогсож (инженерүүд үүнийг тогтворгүй байдал гэж нэрлэдэг) дээш, доош, хажуу тийш хөдөлдөг. Хэрэв бүх сэнсний ард 30 см зайтай, хажуу болон дээд талд нь нээлттэй байсан ч гэсэн үргэлжлэх чанар нь хатуу хязгаар тогтоодог: 1800 м²-ийн сэнсний дотор орж буй бүх агаар 39 м²-ийн зайнаас гарч, салхины хурдны 2.2% -аас илүүгүйгээр сэнсийг даван туулах ёстой. Хүч чадал хурдны кубтай хамт явдаг, тиймээс хана нь 0.01% -аас бага байх болно. Measurements behind real ventilated cladding agree: 0.2 to 0.6 m/s of cavity airflow in winds of up to 5 m/s (Salonvaara et al., 2007). Дээрх 3D загварыг 1-р хувилбарт шилжүүлснээр: салхины шугамууд хана дээр зогсоод холдож оддог.

![Section through the building: wind stagnates on the closed facade and rises to turn over the roof edge, where the crown of modules sits.](/wind/crown-section.svg “Where the air can go. “Төсөл зураглал, загвар хувилбар 2.”)

**2. 120 мм-ийн салхины бөмбөлөг нь 2см-ийн долгионтой байдаг. Түүний ойролцоо агаар 10,000-д ойр Рейнолдсын тоогоор хөдөлдөг бөгөөд энэ нь хөлийнх нь өндөр-хөдөлгөөний харьцааг ихэвчлэн алдагдуулдаг: зөөлөн нисэх бүрхүүл нь “70,000-аас дээш Рейнолдсын тооноос илүүтэй” сайжирдаг (Lissaman, 1983). Сантиметрийн хэмжээтэй турбинуудын хүчний коэффициент 9% орчим байдаг (Howey, Bansal and Holmes, 2011); 10 см-ийн компьютер-фан ротор нь турбины хувьд 5 м/с хурдтай 28 мВт-ын хүчийг гаргаж өгдөг бөгөөд энэ нь бидний тооцооллоор салхины хүчний 4% байдаг (Federspiel and Chen, 2003). Компьютерийн сэнс нь агаарыг татах зориулалттай, харин өөрөө татагдахгүй.

Алтан өнгийн 80 мм-ийн компьютерын агааржуулагч, кабель, гарын хурууны хамгаалалттай цагаан цаана.
Стандарт 80 мм-ийн компьютерийн агааржуулагч. 1-р хувилбар нь нэг фасад дээр 110,000 орчим жижигхэн 120 мм-ийн дүүгээ төсөөлж байсан. Зураг: cappie2000 (олон нийтийн өмч)

**3. Олон мянган жижиг генераторууд юу ч хийлгүйгээр хаядаг. ** Зарим вольтоор ватын хэсэг хэсгийг нийлүүлдэг агааржуулагч мотор нь диод гүйдлийн эсрэг 10-40% алдаж болно. Манай төвийн тооцооллоор бүх сүлжээний 54% нь халаагуураас цахилгаан дамжуулах шугамд байдаг.

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.

Хязгаар тогтоодог физик

Газар нутаг A-ийн дундуур салхины тээвэрлэсэн хүч нь агаарын нягтрал ρ = 1.225 kg/m³-тэй үед P = ½ ρ A v³ байна. Куб бол бүх зүйл: 6 м/с-ийн хурдтай нэг квадрат метр нь 132 Вт, 12 м/с-ийн хурдтай 1058 Вт-ыг тээж байдаг. Averaged over a year, a city roof with a 4 m/s mean wind offers about 75 W per m²; an exposed coast at 6.5 m/s about 321 W per m².

Бецийн хязгаар. Ямар ч нээлттэй ротор нь өөрийн талбайг дамжин урсах хүчний 16/27 ≈ 59.3%-ээс илүүг гаргаж авахгүй, учир нь агаар замаасаа гарч байх ёстой.

Хоёр дахь ротор нэмэх боломжтой зүйлс. Хоёр ротор (жишээ нь реактив хөдөлгүүрийн шатууд) нэг роторыг ашиглан хамгийн ихдээ 16/25 = 64% хүчийг авч, эцэсгүй олон тохиолдолд зөвхөн 2/3-д хүрч болно (Newman, 1986. Жийст хөдөлгүүр шатуудыг нэгтгэж байдаг учир нь тэрээр агаарыг түлшийг шатаахаас үүдэлтэй хүчтэй даралтын зөрүүгээр түгжээтэй цөмөөс шахдаг. Хязгааргүй салхи ийм даралтыг санал болгодоггүй: нэмэлт шат бүр агаарыг улам удаашруулж, бага хурдтай агаар төхөөрөмжийн хүрээнд урсдаг. Хянагдсан эсрэг эргэлттэй салхины роторуудын ашиг 0-60% -ийн хооронд байдаг боловч сүүлийн үеийн сайн хяналттай туршилтууд нь 2-10% (Adema et al., 2026 review) байна.

Статорын чихний нэмэх чадал. Ротор нь агаарыг эргүүлж, эргэлтээр энерги алдагддаг. Жижиг роторуудын бага чиг- хурдны харьцаанд алдагдал их байдаг: тохиромжтой Глауэртын ротор нь 1-ийн чиг- хурдны харьцаанд 0.42, 2-т 0.51, 5-д 0.57 хүрдэг. Роторын ард байрлах фиксаторууд энэ хэсгийг нөхөж чадна. Энэ нь салхины турбин дээр хэмжигдээгүй; нисэх онгоцны хөдөлгүүрт ийм төрлийн хагарал 2-5% (Li et al., 2017) өгдөг.

Хамгаалалтын хоолойн нэмэх зүйлс. Хэмжээ нь тэгш хэмтэй (Кюүшю их сургуулийн “хаалганы шил”) хамгаалалтын хоолой роторын ард байрлах даралтаас багасгаж, илүү агаарыг дамжуулдаг. Салхины туннелийн туршилтанд компакт чимэглэлтэй диффузорын хүчний коэффициентийг 0.37-ээс 0.7-0.88 хүртэл, ротор талбайтай харьцуулахад, гэхдээ зөвхөн 0.48-0.54-д бүх чимэглэлтэй харьцуулахад (Ohya and Karasudani, 2010). Энэ нь олж авах: нэг квадрат метр frontal талбай, хоолойнууд хэзээ ч Бетзийн хязгаарыг давж чадаагүй, “практически хүчний нэмэгдүүлэх хүчин зүйлс3аас дээш хэзээ ч хүрч байгаагүй”, ба хоолойн турбины “50 жилээс илүү” байсан. Одоогоор худалдааны амжилтгүй” (Буссел, 2007). The most expensive recent attempt, FloDesign/Ogin, removed its turbines within six months and was liquidated in 2017 (Gipe, 2017).

Five small wind turbines on tall white poles, each rotor surrounded by a round ring with a flat brim, against a cloudy sky.
Wind-lens turbines on the Ito campus of Kyushu University, Japan: each rotor turns inside a ring with a flat brim, the idea our module's duct borrows. Photo: Hot cake syrup, CC BY-SA 3.0

Рейнолдсын тооны нөлөөгөөр хэмжээ чухал. Бид blade- element momentum загвар ашиглан хэмжээнээс хамааран хамгийн тохиромжтой роторуудыг тооцоолсон (Глауертын оптимум, эргэлт, зангилаа болон төвийн алдагдал, Рейнолдсын тоогоор буурах хөдөлгүүрийн хүчний харьцаа, жишээ нь Selig’ s SG6043):

Роторын диаметрХэсэг, хурдыг харьцуулахРейнолдсын тоо (75% радиус)Хамгийн сайн загвар
4 см8, 1.254,5000.23
12 см (компьютерийн сэнс)8, 1.512,0000.29
25 см8, 2.020,0000.36
50 см (шинэчлэгдсэн модуль)6-с7болон 2.543,0000.39-ээс 0.40
1 м6, 3.074,0000.42
7 м (жижиг турбин)8, 4.5265,0000.49

Энэ бол жинхэнэ хохирол амсахаас өмнөх зориулалтын зэвсгийн дээд хэмжээ. Үүнийг шалгах зорилгоор 39 см-ийн зөөврийн турбин 0.32, бидний загвар нь энэ хэмжээнээс 0.39 (Kishore, Coudron and Priya, 2013) -ыг өгдөг: Тиймээс бид анхны тоног төхөөрөмж дизайны үнэ цэний 65-90% -д хүрч, ламинарийн ялгарал давамгайлсан сантиметр роторуудад бага байна гэж тооцоолдог.

Хүүхдийн гурван талын загвартай салхины турбин, салхины туннелийн жижигхэн тагтанд, мотороор хөдөлгөгдсөн металл хавтангийн том сүлжээний өмнө.
Германы Олденбургийн их сургуулийн салхины туннелийн загвартай салхины турбин, агаарыг хяналттай шуугиан руу чиглүүлэх мотороор хөдөлгөх хавтангийн идэвхтэй сүлжээний өмнө. Бидний төлөвлөгөөний 1-р үе шат нь ийм төрлийн туршилт юм. Photo: Schottler, Reinke, Hölling, Whale, Peinke and Hölling, CC BY 3.0

Шуурхай. Түргэн модуль нь зөвхөн түүнд цохих салхины хэсгийг ашиглана. Power falls roughly with the cube of the misalignment angle for open rotors and more gently for ducts (Tamaro et al., 2024; Richmond-Navarro et al., 2022). Жижигхэн салхитай үед, түүнтэй нүүр тулсан модуль ойролцоогоор 47% үргэлж тэнцүү байрлалтай ротортой харьцуулахад 1-р хувилбар нь 100% гэж тооцсон.

Шинэ загвар: салхины зүгт байрлах хананы хажууд өргөгдсөн

Дээрх бүхнийг авч үзвэл дизайн нь өөрөө өөрийгөө бичнэ: Рейнолдсын тоо багатай том роторууд, хамгаалж хурдасгадаг хоолойнууд, агаар нэвтрэх боломжтой газарт чөлөөтэй зогсох, хамгийн хүчтэй урсгалтай барилга дээр салхины зүг чиглэсэн. Энэ газар бол дээврийн эрэг. Уур амьсгал нь фасад руу цохиж, дээшилж, эргэн тойрныхоо хажуугаар эргэдэг; шавар хананы доод талд салхины хурд 1.06-1.25 дахин илүү байдаг бол дээврийн өндөрт салхины хурд 0.38 дахин их байдаг (Mertens, 2006).

Модуль бүр 725 мм квадрат: 0.5 м долоон бөмбөлөгтэй ротор нь компакт салхины шилний хоолой, 50-300 Вт генератор, зэвэрдэггүй хамгаалалтын сүлжээ болон нэг хамгийн их хүчний цэгийн хяналттай нэг дарагдсан хүчний самбар. Хоёр эгнээ нь 1.45 метр өндөртэй, парапет дээрх төмөр замын гүүрний өргөтгөл юм. Нэг хүн модулийг гаргаж авч, солих боломжтой.

![Шинэчлэгдсэн модулийн хэсгүүд: хамгаалалтын сүлжээ, долоон салаа ротор, хэвтээ өргөнтэй хоолой, статорын салхины шил болон генераторын сав, хэмжээсүүд.](/wind/module-section.svg “Шинэчлэгдсэн модуль. “Төсөл зураглал, загвар хувилбар 2.”)

Хүүхдийн өрөөг засах боломжгүй. Энэхүү загвар нь Рейнолдсын тоог 6 м/с-т 45,000 гэж тооцоолж гаргасан байдаг: үндсэн хэсгийн ойролцоо 62 мм-ийн урттай, 36 мм-ийн өргөнтэй, 38°-10°-ийн эргэлттэй, 2.5-ын дизайны хурдны харьцаатай. 6 м/с-т ротор 700 эргэлт/минуттай эргэдэг; түүний ир нь 10 м/с салхины үед 30 м/с хурдтайгаар хөдөлдөг бөгөөд энэ нь том турбинуудын ирний 79 м/с-ийн хагасыг эзэлдэг.

Blade planform and a table of chord, twist, Reynolds number and lift-to-drag ratio at seven radii.
Blade chord and twist from the blade-element momentum model.

Үнэнч тоонууд

Per square metre of frontal area is the fair way to compare: a facade, a roof crown and a highway barrier all compete for the same thing, a surface facing the wind. Төвийн үнэлгээ, загварын мэдээллийн бүх пессимист-оптимист хүрээтэй. Энергийн эх үүсвэр нь салхины чиглэл, шуугиан (5-15% алдагдал) болон ашиглах боломжтой байдал (92-97%) юм. Энергийн зардал: 20 жил, 7% бодит хөнгөлөлттэй, жилд хөрөнгө оруулалтын 2-5%-ийн засвар үйлчилгээ.

ЗурагЦэвэрлэхжил бүрийн нэг кв. м-т кВт/ц, салхитай газар / хотХүчин чадлын хүчин зүйл, салхитай / хотInstalled cost per m²КВт/ цаг, салхитай / хот$0.19/кВт·цаг-ийн хялбар эргэн төлөлт
A. 1-р хувилбар, 120 мм-ийн агааржуулагч (байшинд суурилуулсан)0.04523 / 55.2% / 1.2%$765$4.21 / $18.0хэзээ ч
A2. Өөрийн 120 мм роторууд0.08945 / 115.2% / 1.2%$805$2.23 / $9.45хэзээ ч
B0. 0.5м нээлттэй ротор, өргөгч0.148125 / 349.3% / 2.5%$1,192$1.19 / $4.37хэзээ ч
B. сайжруулсан: 0.5 м хоолой, статор, корона0.164159 / 4310.7% / 2.9%$1,074$0.84 / $3.10үгүй (хамгийн сайн тохиолдолд: 4.5 жил салхитай)
B2. B- ийн адилаар, мөн эсрэг эргэлттэй ротор0.174168 / 4610.7% / 2.9%$1,245$0.92 / $3.40хэзээ ч
B3. Б нь тусгаарлагдсан хамгаалалт0.164128 / 328.6% / 2.2%$944$0.92 / $3.66хэзээ ч
Барилгын дээвэр дээрх нарны эрчим хүч, ижил барилга22512%$410$0.1910.6 жил
Өмнөд талд нарны цахилгаан станц1397.6%$630$0.4731 жил
10 кВт турбин, 7м ротортой 18-30 м өндөртэй маст0.35 on rotor31,600 / 10,300 кВт· цаг нэг турбин36% / 12%$8,910 per kW$0.35 / $1.0827 жил салхитай

Тогтоолын хуудас:

  • Дугуй нь байр сууриа олж байна, зүгээр л. Нэг фронтал м²-т дугуйтай модуль (B) нээлттэй ротор (B0) -ийг 10-30% илүү давуу талтай, ихэвчлэн салхины чиглэлд илүү сайн тэсвэрлэдэг учраас юм. Тэд бас хамгаалагч, дуугүй товч, статорын байрыг өгдөг.
  • Хоёр дахь ротор нь төлбөргүй. Энэ нь 16% илүү өртөгтэй 6% эрчим хүч нэмнэ. Реактив хөдөлгүүрийн хэв маягийн олон шаттай салхины модуль нь физикийн хувьд хязгаарлагдсан, зорилтот бус.
  • Тэгвэл салхины зүгт байрлах модуль нь л төлнө. Хашааны бүх талд байрлуулсан өргөгч нь салхины зүгт байрласан модулийн хувьд зөвхөн 55% -ийг төлдөг, учир нь бусад талууд ихэвчлэн салхинаас хол байдаг. Манай жишээ барилга (40 × 20 м, өндөр 45 м)-д зөвхөн салхины зүгт л тохиромжтой: 60 м², ойролцоогоор $64,000, салхитай газар жилд 9,500 кВт·ц, хотуудад 2,600. Түүний адилхан мөнгөөр дээвэр дээрх нарны эрчим хүчний систем нь жилдээ 35,000 кВт·ц үйлдвэрлэдэг 155 м² талбай бүхий панелийг худалдан авдаг.
  • Иргэдийн дунд өрсөлдөж чадахгүй. Барилга дээр суурилуулсан микро салхины станцууд муу үзүүлэлттэй байдаг: Warwick Wind Trials-ийн 26 турбин нь дундажаар 0.85% хүчин чадлын коэффициенттэй (Encraft, 2009), мөн Лондонгийн Strata tower-ын гурван турбин нь дуу чимээ болон чичиргээний асуудлаас болж хаагджээ.

For scale, the US small wind fleet averaged a 14 to 16% capacity factor and $6,680 to $9,630 per kW installed in 2024 and 2025 (PNNL Distributed Wind reports). Бидний өргөмжлөл нь нэг кВт-ын үнэлгээний дагуу $6300 орчим байна, мөн л хэмжээгээр, энэ нь өртгийн тооцоо төсөөлөл биш гэдгийг харуулж байна.

А small three-bladed wind turbine withayellow tail vane on top of a tall lattice tower, against a blue sky above trees.
Орегон мужийн Портленд хотын хог хаягдлын талбайд байрлах өндөр гантиг цамхагийн орой дээр байрлах жижигхэн Берги Эксел салхины турбин. Энэ мэт өндөр маст дээр суурилуулсан жижиг турбинууд нь доор байгаа хүснэгтийн сүүлийн эгнээнд байрладаг. Photo: Paul Gipe, CC BY-SA 4.0

Тодорхойлогдсон, бодит бөгөөд таамаглал

Провен (сургамж эсвэл хэмжсэн): салхины хүч ба Бетцийн хязгаар; хоёр ротортой 16/25 дээд хязгаарыг; хоолойн урсгал нь ротор талбайн нэг бүрт хүчийг нэмэгдүүлдэг боловч фронтал талбай дээрх Бетцийн хэмжээнээс хэтрэхгүй; Рейнолдсын тоо 70,000-аас багатай жижиг бөмбөлөгүүд үр ашиггүй болдог; хаалттай хананд урсах ус байхгүй; байшингийн дээвэр салхины урсгалд хурдасгадаг; хотуудад барилгад суурилуулсан микро турбинууд муу ажилладаг.

Хүсэлтэй (хүргэгдсэн, гэхдээ энэ загварт тооцоогүй): Рейнолдс 45,000-д зориулан бүтээсэн 0.5 м ротор нь 0.3-ийн хүчний коэффициент болон компакт бриммтэй хоолойн роторын талбайд 0.55-ийг хүрч чадна; Ротороос 50-300 Вт генератор болон модуль түвшний MPPT-тэй сүлжээнд 75% -ийн үр ашигтай; анхны төсөл дээр нэг м²-д $1,000 орчим зардал гарна.

Спекулаци (хэмжих шаардлагатай): хажууд нь байрлуулсан хоолойнууд хоорондоо хэр их алдагддаг вэ (10-30% гэж тооцоолж байна); тодорхой барилга дээрх ханын дээд хэсэгт байгаа бодит хурд болон турбулент; 20 жилийн турш салхины хүч, мөс, тоосноос болж хэдэн мянган араагийн бат бөх байдал; барилга руу дамжуулах дуу чимээ, чичиргээ; сүлжээний хоолойн хүрээнд амьдардаг амьтад (АНУ-д том турбинууд жилд 140,000-328,000 шувуу устгадаг (Loss, Will and Marra, 2013); шилний барилга 365-988 саяыг устгадаг (Loss et al., 2014); сүлжээний дээвэр-цэвэр модулийн талаар ямар ч мэдээлэл байхгүй).

Цагаан шилний цамхагийн дээд хэсэгт байрлах гурван тойрог нээлт, эдгээр нь салхины турбин бүхий ротортой, цэнхэр тэнгэрийн дор.
Лондоны орон сууцны Strata SE1 цамхагийн дээд хэсэгт 2012 онд суурилуулсан гурван салхины турбин. Photo: Cmglee, CC BY-SA 3.0

Юу үнэн байх ёстой вэ

6.5 м/с-ийн салхитай газарт байрлах цамхагны хувьд цахилгааны үнэ хоёр зүйлээс хамаарна: фронтын талбайн квадрат метр тутамд ямар их хүч чадал өгдөг, мөн суурилуулахад хэдийг зарцуулдаг.

Цэвэрлэх$300 нэг квадрат метр$500 нэг квадрат метр$800 нэг квадрат метр$1,100 нэг квадрат метр
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

Ямар тохиолдолд ялж, ямар тохиолдолд ялагдахгүй байх

Тэр ялна:

  • Шуурхай өндөр барилга болон далайн эрэг дээрх газрууд, нарнаас эрчим хүч авахад нэмэлт: нарны панел бага үйлдвэрлэдэг шөнө, өвөл, үерээр шавар шалны хажууд салхи ихтэй байдаг.
  • Дэлгэц нь цонхны талбайг ашигладаг, гэхдээ хананы талбайг биш. Хуудас нь хавтан, ургамал эсвэл террастай өрсөлддөггүй.
  • Кабель үнэтэй газруудад цахилгаан дамжуулах сүлжээнээс гадуурх эрчим хүч: мэдрэгч, гэрэлтүүлэг, телекомын тоног төхөөрөмж, гүүр, маст болон эрэг дагуух байгууламжийн цаг уурын станцууд.
  • Үүнээс өмнө бий болсон саад: авто зам болон төмөр замын дууны саад, далайн хана, гүүрийн дэр, энэ нь төлбөртэй.
  • Сургалт, сургалтын үйл ажиллагаа. Хөөрөх бөгж нь нийгмийн мэдэгдэл бөгөөд нарны самбар тийм биш; сургуулиуд, музей болон түүхэн барилга байгууламжууд энэ зүйлийг үнэлдэг.
More than a dozen small white wind turbines on short masts crowded along a flat roof above a shop sign, with trees behind.
More than a dozen small turbines on two roofs in Morro Bay, California, in 2011. Роторуудыг дээвэр дээр байрлуулах нь амархан; тэднийг ашигтай болгох нь хэцүү хэсэг юм, Warwick Wind Trials-ийн харуулснаар. Photo: Paul Gipe, CC BY-SA 4.0

Тэр ялж чадахгүй:

  • Хямд үнэтэй цахилгаан эрчим хүчний эх үүсвэр. Их хэмжээний салхи болон нарны станцууд нь kWh-ийн хувьд $0.04 to $0.10$-ын өртөгтэй; барилга дээрх ямар ч зүйл түүнд ойртож чадахгүй.
  • Ногоон байгууламжтай хотын гудамжинд болон бага байшингийн ойролцоо, дундаж салхины хурд 4-5 м/с-ээс бага байвал.
  • Фасад дээрх хэвтээ. Роторууд ямар ч байсан, хаалттай хана нь урсгалгүй байдаг.

Хөгжлийн төлөвлөгөө ба түүний өртөг

ФазаАжлын байрЭнэ нь шийдвэрийг дэмждэгТооцоолсон үнэЦаг
0. Design studyBlade ба duct загвар, нэг модуль болон 3×3 аритрийн CFD, цахилгаан топологи, үйлдвэрлэгчтэй хамт өртгийн загвар0.2-ээс дээш фронтал талбайд Cp нь аритрийн хувьд боломжийн юу?$30k to $60к3-с4сар
1. Салхины туннельГурван ротор, гурван хоолой, статорын идэвхжүүлэлт ба унтраалт, дараа нь 3×3-ийн багц; 3- 15 м/ с, 0- 45°-ийн эргэлтМэдрэгдсэн Cp, сүлжээний алдагдал, эхлүүлэх хурд, чимээ$60k to $120к4-с6сар
2. Prototype moduleГенератор, хүчдэл, түгжээтэй модуль; бат бөх, мөс, бороо болон дууны туршилт (IEC 61400- 11 арга)Модулийн үр ашиг ба бат бөх байдал$50k to $100k6 сар
3. Байшингийн дээвэр10-20 модуль салхины зүгт, хэт авиан анемометр эсвэл лидар, жилийн мэдээллийн сан, амьтны зураг авах камерReal kWh per m², availability, noise in the building$80k to $150k12 сар
4. Үйлчилгээний замБарилга болон фасадны инженерчлэл, IEC 61400-2 загварчлалын үндэс, UK MCS 006 эсвэл US ACP 101-1 гэрчилгээ, цахилгаан болон гал түймэртэй тэмцэх, даатгалБарилгын эзний худалдан авах боломжтой бүтээгдэхүүн$100k to $250к12-с 18 сар

0-с3хүртэлх шатанд ойролцоогоор $220,000 to $430,000 хоёр жил. Бүх үе шатууд тодорхой зогсолтын цэгтэй байдаг: хэрэв салхины туннель нь 0.2-ийн ойролцоо фронтал Cp-ийг харуулахгүй бол бид энд зогсож, яагаад гэдгийг нийтэлж байна.

Бидэнд хэн хэрэгтэй вэ

  • Аэродинамикч бага Рейнольдс болон хоолойгоор холбогдсон ротортой туршлагатай, blade, duc, stator-ийг загварчлах ба шалгах.
  • Университет эсвэл худалдааны салхины туннель, CFD инженертэй туршилт төлөвлөх болон массивын харилцан үйлчлэлийг загварчлах.
  • Хүч-электроникийн инженер бага оврын байнгын магнит генератор, идэвхтэй засах, MPPT болон олон модулиас DC цуглуулагч.
  • Структур ба фасад инженер-ийн нарны ачаалал (EN 1991-1-4 / ASCE 7), бэхэлгээг, мөс болон ядрахыг тооцоолох.
  • Акустик барилгын доторх дуу чимээг дамжуулах, чимээ болон чичиргээний хувьд.
  • Улаанбаатарын салхины мэргэжилтэн ямар ч зүйлийг барьж эхлэхээс өмнө шавар шалны гадаргуу дээр салхийг хэмжиж, загварчлах.
  • Сертификат ба тохиргоо: бага салхины стандарт (IEC 61400-2, -11, -12-1), цахилгаан болон гал түймрийн кодууд, нисгэгчийг даатгахыг хүссэн даатгалын компани.
  • Эколог нь шувуу болон чоно ажиглах системийг зохион бүтээсэн.
  • Манай компани нь нунтаглалтын болон ротомоулийн салбарт үнэтэй огтлолт, хоолойн хэмжээг үйлдвэрлэдэг.

Сайн санааг дэмжинэ

Fan Wall нь илүү өргөн хүрээтэй асуултын нэг хариулт юм: Хүний амьдарч байгаа газар одоогийнхоос илүү цэвэр эрчим хүчийг хэрхэн үйлдвэрлэж, хадгалж эсвэл хэмнэж болох вэ? Хэрэв энэ хуудасны тоонууд өөр аргаар илүү сайн ажиллана гэж та итгэж байгаа бол бидэнд хэлж өгнө үү. Өндөр байшингийн нарны эрчим хүч, Цаг уурын хадгалалт, Усны шугамнаас сэргээсэн эрчим хүч, Хогшлын дулаан эсвэл Хүсэл хэрэгцээний ухаалаг цаг хугацаа нь олон барилгад салхины хүчийг ашиглах боломжтой. idea radar нь тэдгээрийг харьцуулж, эдгээрийн аль алинд нь бид энд ашиглаж буй үнэнч чанараар бичсэн өөрийн гэсэн нийтлэлүүд байдаг.

ТББ-ын зарим гишүүд таныг сонсох боломжтой хүмүүстэй холбоо тогтоож болно. Энэхүү санааг танилцуулахын тулд бодит амьдрал дээр ажиллах, хүч үйлдвэрлэх боломжтой загвар хэрэгтэй бөгөөд үүнийг нь ямар нэгэн багаж хэрэгсэлээр хэмжиж, баталгаажуулаагүй байх ёстой. Иймээс энэ хуудас зураг биш салхины туннель болон байшингийн дээвэр дээрх нисгэгчтэй төгсдөг. Хэрэв физик болон тоонууд нь бат бөх бол бид үүнийг энд вэбсайт дээр нийтлэх болно. Гэхдээ ажиллах загваргүйгээр хөрөнгө босгох нь маш хэцүү, мөн энэ нь санхүүжилт, ашиг орлого эсвэл танилцуулгад ямар ч баталгаа биш. Энэ хуудас стандартыг хангахыг хичээдэг: тоог харуулж, таны буруу болохыг баталгаажуулж, хамгийн хямд тестийг санал болгодог.

A white ultrasonic anemometer with three pairs of sensor arms on a mast over heather moorland, withawind vane and other instruments above it.
Шотландын Уим Мосс хотод байрлах хэт авианы анемометр. Энэ нь дууны хэмнэл, салхины хурд болон чиглэлийг хэмжиж, хөдөлгөөнт хэсгүүдгүй. Хашааны нисгэгч энэ мэтчилэн багаж хэрэгсэлтэй бол салхины хурдыг бүртгэж чадна. Photo: M J Richardson, CC BY-SA 2.0

Та яаж туслах вэ

  • Таны мэдлэг чадварыг оруул. Хэрэв та дээрх салбаруудын аль нэгт ажилладаг бол ажил санал болгоорой. Нэг цаг ч гэсэн бидний загварыг шалгах үнэ цэнэтэй.
  • Хайрын цонхтой байшин. Газар дээр, ууланд эсвэл нээлттэй талбайд өндөр барилга нь аюулгүй цонхтой байж болно. Бидэнд хаана, ямар зүгээс салхи чиглэн үлэдгийг хэл.
  • Цаг агаарын мэдээллийг хуваалцах. Нэг жилийн турш дээвэр, гүүр эсвэл эрэг дээрх мастнаас авсан цаг агаарын мэдээллүүд нь туршилтын газрыг сонгоход тусалдаг.
  • Математикаа шалгаарай. модел нээлттэй байна. Хэрэв та алдаа олж харвал бидэнд мэдэгдээрэй: бид туршилтын дараагаас илүүтэй одоо засуулахыг хүсч байна.
  • Сайн санаа санал болго. Хамтран ажиллах маягт-аар дамжуулан шийдэх асуудлыг, физикийн шалгалтыг, кВт/цаг тутамд зарцуулах зардлыг болон буруу болохыг батлах хамгийн хямд туршилтыг оруулна уу.

Эх сурвалж

  1. Salonvaara, M., Karagiozis, A., Pazera, M. and Miller, W. (2007). Air cavities behind claddings: what have we learned? -д зориулсан Википедиа нэвтэрхий толь
  2. Лизсаман, П.Б.С. (1983). Рейнольдс-ын тоо багатай нисэх онгоцны цонх. Annual Review of Fluid Mechanics 15, 223-239.
  3. Howey, D.A., Bansal, A. and Холмс, А.С. (2011). Энергийн үр ашгийг дээшлүүлэхийн тулд сантиметрийн хэмжээтэй салхины турбиныг зохион бүтээж, гүйцэтгэлээ харуулав. Ухаалаг материал ба бүтэц 20, 085021.
  4. Federspiel, C.C. and Chen, J. (2003). Агаарын хүчний мэдрэгч. 2003 оны IEEE Sensors-ийн үйл ажиллагаа, 22-25.
  5. Ньюман, Б.Г. (1986). Гэрэлтүүлгийн турбинууд (wind turbines) нь цахилгаан эрчим хүчийг нарны туяанаас авдаг. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics 24, 215-225.
  6. А.Нямдорж, Н.Энхбаяр нар. (2026). Wind Energy Science 11, 2037-2051, including a review of measured dual-rotor gains.
  7. Li, Q., Öztürk, K., Ragni, D. et al. (2017). Пропеллер хөдөлгүүрийн системд зориулсан эргэлтийг сэргээх венүүдийн загвар, туршилтын баталгаажуулалт. AIAA 2017-3571.
  8. О.Оюунчимэг, Т.Бат-Эрдэнэ, Д.Цэрэндолгор (2010). Уур амьсгалын өөрчлөлтийн эсрэг тэмцэх зорилгоор нарны эрчим хүчний технологийг хөгжүүлэхээр ажиллаж байна. Energies 3(4), 634-649.
  9. ван Буссел, Г.Ж.В. (2007). The Science of making more torque from wind: diffuser experiments and theory revisited (англ). Journal of Physics: Conference Series 75, 012010.
  10. Г.Ганбаатар, П. (2017). Kiwi pension fund loses $50 million in Ogin ducted turbine fiasco.
  11. Жигуэ, П. болон Селиг, М.С. (1998). Жижиг горизонтал тэнхлэгийн салхины турбинуудын шинэ агаарын цонх. Journal of Solar Energy Engineering 120(2), 108-114.
  12. Kishore, R.A., Coudron, T. and Priya, S. (2013). Жижиг хэмжээний салхины эрчим хүчний зөөврийн турбин (SWEPT). Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics 116, 21-31.
  13. Тамаро, С., Кампанело, Ф. and Боттасо, Ц.Л. (2024). “The Power and Control of an Unaligned Rotor: Beyond the Cosine Law” (PDF) (англ). Wind Energy Science 9, 1547-1575.
  14. Ричмонд-Наварро, Г., Учида, Т. and Калдерон-Муньоз, В.Р. (2022). Турбо турбин нь хийн турбины нэг төрөл юм. Wind Engineering 46, 518-528.
  15. М.Мөнхжаргал, С. (2006). Хүнсний үйлдвэрлэл: Байгалийн баялаг, хүнсний аюулгүй байдал. PhD thesis, TU Delft (after Mertens, 2003, Wind Engineering 27(6)).
  16. 2009 оны байдлаар (en). Warwick Wind Trials final report.
  17. Pacific Northwest National Laboratory (2025, 2026). Хамгаалалтын нэгдсэн системийн мэдээллийн сан.
  18. US Department of Energy and NREL (2025). Нарны фотоэлектрик системийн өртгийн үзүүлэлтүүд, 2025 оны 1-р улирал: худалдааны дээвэр $1.95 to $1.98 W/W.
  19. Lazard (June 2026). Energy+-ийн түвшинжүүлсэн үнэ+, 19-р хувилбар.
  20. US Energy Information Administration (2025). Сектороор нь цахилгааны дундаж үнэ, 2024; Евростат, Электрицийн үнийн статистик.
  21. Loss, S.R., Will, T. and Marra, P.P. (2013). АНУ-ын далайн цэргийн хүчнийхэн Америкийн хойд хэсгийн далайд усан онгоцоор дайралт хийжээ. Biological Conservation 168, 201-209.
  22. Loss, S.R., Will, T., Loss, S.S. and Marra, P.P. (2014). Америкийн шувуу судлал (Bird-building collisions in the United States). The Condor 116(1), 8-23.
  23. Grant, A., Johnstone, C. and Kelly, N. (2008). Уурхайн хийн турбин (англ. turbine gas) нь хийн турбины нэг төрөл юм. Renewable Energy 33(6), 1157-1163. Бид бас нэг санааг туршиж үзнэ: фасад ба дээвэр хоорондын даралтын зөрүүгээр хөдөлдөг цонхны хоолой.