द व्हॉइस ऑफ इंडिया.
One giant rotor, or a hundred thousand tiny ones? We are testing whether a wall of small fans, each the size of the one cooling your computer, can turn city wind into electricity. Here is the maths, including the parts that do not work yet.
प्रत्येक वेळी जेव्हा आपण एखाद्या वस्तूला पाहतो तेव्हा त्या वस्तूचा आकार, आकारमान आणि आकार बदलत असतो, म्हणूनच आपण त्या वस्तूचे स्वरूप पाहू शकतो. ते उत्तम कामगार होते. याशिवाय, त्यासाठी क्रेन, रस्ते, खुल्या जमिनीची गरज असते, अनेक वर्षे परवाने लागतात आणि त्यामुळे पक्षी मरतात. याचे कारण म्हणजे त्यातील विचारांचा विरोध.
 high, 1,800 m² covered in about 110,000 fans of 120 mm, grouped in 6,900 plug-in modules. Local Solar System “चित्रपट निर्मिती संस्था” (मराठी मजकूर).
कल्पना
याचे कारण म्हणजे संगणकाच्या आकारामुळे त्यावर काम करणाऱ्या व्यक्तींची संख्या कमी होते. यामुळे, यंत्राच्या आतला भाग उष्णता शोषून घेतो आणि बाहेरील भाग थंड होऊन एक छोटासा चुंबकीय क्षेत्र निर्माण करतो. यातील प्रत्येकी एक खंड एका पिझ्झाच्या डब्यासारख्या आकाराच्या मॉड्यूलमध्ये ठेवा, प्रत्येकाला हवा वेगाने वाहणारी एक फ्युनल द्या आणि हजारो मॉड्यूल्सने भिंत भरा.
If one fan breaks, the wall loses one hundred-thousandth of its output, and anyone with a screwdriver can replace it. या जहाजात साधारणपणे सहा प्रवासी असतात. या रस्त्यावरुन जाण्यासाठी एक रस्ता आहे, ज्याने आपण एका ठिकाणाहून दुसऱ्या ठिकाणी जाऊ शकता किंवा रेल्वे स्थानकावरून बसने जाऊ शकता.
तेथे प्रकाश पसरला.
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). A 150 m rotor turning at 10 rpm moves its blade tips at π × 150 m × 10 / 60 s ≈ 79 m/s. A 120 mm fan behind a 10 mm mesh turns its tips at walking pace. यामुळेच पक्षी-पक्ष्यांच्या संपर्कात येणे, त्यांच्याशी संवाद साधणे हे आपल्या कार्यक्रमाचे एक अंग आहे.
Siting हवा वेगाने वाढते जिथे ती घट्ट होते: छताच्या बाजूला, इमारतीच्या कोपर्यावर, रस्त्याच्या काठावर. यामुळे एकही रॉकेट त्या दिशेने जाऊ शकत नाही. यामुळे एक विशिष्ट प्रकारचे द्रव्य तयार होऊ शकते.
(/wind/rooftop.svg “रूफटॉप एज: रुफटॉपच्या बाजूला असणारे मॉड्यूल्स छतावरच्या वेग वाढवणाऱ्या भागात बसलेले असतात. “चित्रपटाचे वर्णन” (मराठी मजकूर).
(/wind/facade.svg “बिल्डिंग कोअर: एक पूर्ण उंचीचा स्ट्रिप जिथे प्रवाह इमारतीच्या आसपास वेगाने वाहतो. “चित्रपटाचे वर्णन” (मराठी मजकूर).
.
आर्थिक आणि देखभाल. क्रेन नाही, विशेषज्ञ नाही, विशेष वाहतूक नाही. A whole 1,800 m² wall fits in about 1,700 cartons, four or five shipping containers.
.
वायू आणि सूर्य एकत्र. वायू बहुतेक वेळा रात्री आणि हिवाळ्यात, जेव्हा सौर पॅनेल कमजोर असतात तेव्हा वाहतो. या दोन्ही प्रकारच्या यंत्रणा एकमेकांना पूरक असतात.
भौतिकशास्त्र, गणिताबरोबर
क्षेत्रामधून वाऱ्याने नेलेली शक्ती A आहे P = ½ ρ A v³, जिथे ρ = 1.225 kg/m³ हवा घनता आहे व v वायुगती. The cube is everything: at 6 m/s one square metre carries ½ × 1.225 × 6³ ≈ 132 W; at 12 m/s it carries 1,058 W, eight times more.
यामुळे कोणतीही विमाने हवेत उडी घेऊ शकत नाहीत कारण ते सर्वात वरच्या भागातच उतरतात. बेट्झ मर्यादा म्हणते की एक उघड रोटर त्याच्यामधून वाहणाऱ्या ऊर्जेच्या जास्तीत जास्त 16/27 ≈ 59% भाग काढू शकतो.
एक छोटासा रोटर हा मोठा रोटर नसतो. भौतिकशास्त्रात बदल होत आहेत.
हा पहिलाच आंतरराष्ट्रीय सामना होता. याचे एक वजन सुमारे 120 किलो असून त्याची लांबी सुमारे 2 फूट आहे. याचे क्षेत्रफळ 6 चौरस किमी इतके आहे. Re = v × c / ν ≈ 6 × 0.02 / 0.000015 ≈ 8,000, एक शासन जेथे ब्लेड त्यांच्या उड्डाण जास्तीत जास्त गमावतात. इंपीरियल कॉलेजमध्ये टर्बाइन म्हणून डिझाइन केलेल्या 2 सेमी रोटरने सुमारे 9% क्षमतेचा गुणांक (Howey, Bansal and Holmes, 2011) गाठला. यामुळे विमाने हवेत उडी मारण्यास सक्षम होतील, पण ते उडवू शकणार नाहीत. यामध्ये 5% (अतिशय कमी), 10% (मध्यम) किंवा 20% (आशावादी) रोटर कार्यक्षमता आणि फॅनपासून ग्रिडपर्यंत 40, 55 किंवा 70% विद्युत श्रृंखला आहे.
यामुळे श्वसनक्रिया सुधारते. याचे कारण म्हणजे, एक मोठा ब्रीम असलेला डिफ्यूजर, “विंड लेन्स” जो कियुशु विद्यापीठात विकसित करण्यात आला आहे, त्याने एकाच व्यासाच्या रोटरची शक्ती सुमारे 2 ते 5 पटीने वाढवली (ओहा आणि करसुदानी, 2010). पण एक डक्ट फ्रंटल जागा घेते: उपकरणाच्या फ्रंटल क्षेत्रामधून सुमारे अर्ध्याहून अधिक शक्ती काढणे सिद्ध झाले नाही (Dighe et al., 2018). त्यावर तेथेच त्याचे दर्शन झाले.
सर्वच पक्षांच्या नेत्यांशी चर्चा करून त्यांनी एक ठराव केला. 7 किलो वॅट 6 मीटर/से, 34 किलो वॅट 10 मीटर/से आणि 114 किलो वॅट 15 मीटर/से. 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. यामुळे प्रत्येक वेळी जेव्हा आपण एखाद्या वस्तूचे मूल्य कमी करतो तेव्हा त्या वस्तूची किंमत वाढते.
वर्षात किती ऊर्जेची गरज पडते
या ठिकाणी कधीही पाऊस पडत नाही. 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. याचे मुख्य कारण म्हणजे, भारतातील अनेक शहरांमध्ये (विशेषत: ग्रामीण भागात) 5 किमी/तास वेगाने वाहणारी वारे आहेत.2008 साली कार्बन ट्रस्ट, इ.) आणि वॉरिअक पवन चाचणीतील 26 इमारतींवर बसविलेल्या सूक्ष्म टर्बाइनची क्षमता सरासरी 0.85% होती (2009 साली).
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.
किती खर्च येईल
प्रत्येक भागाचा अंदाजे आकार प्रति चौरस मीटर असा होता: पाणीरोधक फॅन $3 to $8 प्रत्येकी, फ्रेम आणि मेश, इलेक्ट्रॉनिक्स आणि एक अस्तित्वात असलेल्या इमारतीवर बसविणे. The whole wall comes to $0.76 million to $2.43 million (central $1.38 million) without ducts. Spread over 20 years at a 7% discount rate, with maintenance, that gives the cost of each kilowatt-hour.
आजच्या काळात संगणकाच्या साहाय्याने अनेक प्रकारचे चित्रे, ध्वनीचित्रफीत तयार करता येतात. विषयी $1.20 per kWh on a windy coast and about $शहरात 5. केंद्रात. Residential rooftop solar costs $0.12 to $0.28, utility-scale wind $0.03 to $0.07 (Lazard LCOE+, June 2024; IRENA, 2024). आजच्या काळात ही पद्धत वापरली जात नाही.
काय खरं असायला हवं
ह्या बदलामुळे अनेक गोष्टींची माहिती मिळते. 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.
| द्रुतगती रेल्वेचे मुख्यालय | $200 per m² | 400 कोटी रुपये | 800 ते इ. |
|---|---|---|---|
| 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 |
संशोधन कार्यक्रम
| चरण | आपण काय करतो | आपण काय मोजतो | अंदाजे खर्च |
|---|---|---|---|
| 0. Desk study | यंत्राच्या आकाराचे, blade डिझाईनचे आणि विद्युत रचनेचे संगणक अनुकरण | भविष्यातील कार्यक्षमता आणि नुकसान | $15k to $30k पासून |
| 1. बेंच चाचणी | 20 ऑफ-द-शेल्फ आणि 20 कस्टम रोटर3ते 15 मीटर / सेकंदच्या वायू सुरक्षेत | कार्यक्षमता वक्र, प्रारंभ गति, आवाज | $30k to $60k पासून |
| 2. एक विभाग | 16- फॅन विभाग, ड्युक आणि पॉवर इलेक्ट्रॉनिक्ससह | एक वर्षाच्या कालावधीत, इ. | $25k to $50के |
| 3. 10 m² पायलट | एक कॅमेरा आणि एक व्हीडिओ कॅमेरा असलेली एक छोटीशी गाडी. | वृक्ष, वनस्पती, प्राणी, पक्ष्यांचे दर्शन घडते. | $60k to $120k पासून |
| 4. पूर्ण भिंत रचना | Structure, certification, final cost model | प्रति चौरस मीटर स्थापित खर्च, प्रति किलोवाट-तास | $50k to $100k पासून |
0 ते3अंश सेल्सिअस तापमान असते. $130,000 to $260,000. या सर्व गोष्टींचा विचार करूनच विमानतळाचा विस्तार करण्याचा निर्णय घेण्यात आला. सर्व संशोधन संस्थाच्या खजिन्यातून केले जाते, जे प्रकल्पाला लागणारे सर्व खर्च करते, प्रयोगशाळा आणि पुरवठादारांपासून सर्वर आणि लोकांपर्यंत; दान एकाच कार्यक्रमासाठी राखीव ठेवले जाऊ शकत नाही. संपूर्ण तांत्रिक अहवाल, मॉडेल आणि त्याची माहिती खालील लिंकवर उपलब्ध आहे: मॉडेल माहिती आणि मॉडेल कोड.
तुम्ही कशी मदत करू शकता
- आपल्या अनुभवातून ते शिकतात. आपल्याला लहान रोटर वायुगतिकी, वायू सुरक्षेची व्यवस्था, पॉवर इलेक्ट्रॉनिक्स, संरचनात्मक अभियांत्रिकी किंवा पक्ष्यांचे निरिक्षण याविषयी माहिती असणारे लोक हवे आहेत. एक कार्य सुचवा.
- एक रोपटे लावा. या विमानतळावरुन एकच मार्ग असून तो 10 किमी अंतरापर्यंत जाऊ शकतो. ते कसे आहे आणि ते कुठे आहे हे सांगणे कठीण आहे.
- वायूचा तपशील शेअर करा. जर तुम्ही छतावर, समुद्रकिनाऱ्यावर किंवा पुलावर हवामान केंद्र चालवत असाल तर वायूच्या मोजणीचे एक वर्ष आपल्याला पायलट साइट निवडण्यास मदत करते.
- घरातच चाचणी करा. एक स्वस्त पाण्याला प्रतिरोधक पंखा, एक ब्रिज रिक्टिफायर आणि एक हवादार बाथरूमवरचे मल्टिमिटर हे चांगले विज्ञान प्रकल्प बनवितात. यामुळे वायु व वायूचे कण एकमेकांशी संपर्क साधतात आणि त्यांच्यात विद्युतचुंबकीय क्षेत्र निर्माण होते.
- आम्ही हे शब्दप्रयोगात वापरले जातात, तर आम्ही हे शब्दप्रयोगात वापरले जातात.
स्त्रोत
- हॅरी, डॅनियल, एलिझाबेथ आणि हेन्री (इ. (2011). यामुळे एक प्रकारचे द्रवरूप व वायूरूप ऊर्जा निर्माण होते. स्मार्ट मटेरियल्स अँड स्ट्रक्चर्स 20, 085021.
- यामध्ये, ए, बी आणि सी हे भाग आहेत. (2010). यामुळेच वायुमंडलातील वायूचे तापमान वाढते व त्यामुळे वातावरणात उच्चदाबाचे क्षेत्र निर्माण होते. Energies 3(4), 634-649.
- विल्यम, जॉन, जेम्स, विलियम, जॉर्ज, जॅक आणि जॉनी हेल्स. (2018). यामुळे वायुमार्गातील प्रदूषण कमी होते व हवा शुद्ध होते. Wind Energy Science 3, 221-229.
- कार्बन ट्रस्ट (2008). लहान पर्जन्य ऊर्जा: धोरणात्मक दृष्टीकोन आणि व्यावहारिक मार्गदर्शन.
- ॲनॉट (2009). विकिमीडिया कॉमन्सवर अंतिम सामना संबंधित संचिका आहेत.
- 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). ऊर्जा खर्च+.
- IRENA (2024). 2023 मध्ये नवीकरणीय ऊर्जा निर्मितीचा खर्च.
- ओडिशा-इ. भारतातील शहरांची यादी, युनेस्को.
- US Energy Information Administration (2022). औसत रहिवासी वीज वापर.
- रॉय, एस. (2013). Estimates of bird collision mortality at wind facilities in the contiguous United States. Biological Conservation 168, 201-209.