यो साइट मा केही भाषाहरू मेशिन-अनुवाद हुन सक्छ र त्रुटि समावेश गर्न सक्नुहुन्छ। यसलाई सुधार गर्न मद्दत गर्नुहोस् अङ्ग्रेजी मूल पढ्नुहोस्
Offshore wind turbines standing in a violet and orange sunset sky, the sun on the horizon above a dark blue sea.
हरियो पहल · खुला अनुसन्धान

फ्यान वाल

हामी हावा देखि बिजुली बनाउने कम्प्युटर प्रशंसक मा एक भवन कवर गर्न सेट. भौतिकी त्यो संस्करण छैन भने. यो पनि राम्रो एक संकेत. यहाँ सबै गणित छ, के प्रमाणित छ, के छैन, र यो बाहिर पत्ता लगाउन के लिने थियो.

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

तपाईं देखेका हरेक हावा टर्बाइन एउटै तर्क अनुसार: एक रोटर जति ठूलो सम्भव, जति उच्च सम्भव. यो चमत्कारिक काम गर्दछ, र यसलाई क्रेन आवश्यक छ, खुला भूमि र अनुमति वर्ष. यो प्रश्नको उत्तर एक छ। धेरै साना रोटरहरू, शहर पहिले नै छन् जहाँ ठाउँमा निर्माण गर्न सक्छन्, अर्थ गर्छ कि मूल्यमा बिजुली बनाउन? The Fan Wall idea was first proposed within the Local Solar System Foundation in 2020; यो पृष्ठ यसको खुला, अद्यावधिक मोडेल हो ।

यो पृष्ठ कोष हुन सक्छ जो मानिसहरूका लागि लेखिएको छ, निर्माण वा विचार परीक्षण. यो पत्रिकाको प्रकाशक ना.वि.सं. हो। हामी हाम्रो पहिलो डिजाइन लागि नम्बरहरू चले, यो असफल जहाँ फेला, यो redesigned, र फेरि नम्बरहरू चले। छोटो संस्करण: एक मुखौटा मा कम्प्युटर प्रशंसक को एक पर्खाल काम गर्न सक्दैन, एक windy छत किनारामा ठूलो ducted रोटर को एक मुकुट वास्तविक बिजुली बनाउन सक्छ, र यो हामी परीक्षण गर्न सक्छन् धेरै कुराहरू राम्रो बाहिर जान्छ जबसम्म मूल्यमा सौर प्यानल पिट्न छैन. तल हरेक आकृति हाम्रो खुला मोडेल देखि आउँछ (कोड, डाटा).

2.2%हावा गति को, अधिकतम मा, एक बन्द मुखौटा मा माउन्ट फ्लैट प्रशंसक मार्फत पारित गर्न सक्नुहुन्छ: हावा जान्छ कहीं छ
159 केभीएचप्रति m² एक वायुमण्डलीय मा सुधार मुकुट देखि प्रति वर्ष 6.5 मिटर / s साइट (केन्द्रीय; दायरा 43 गर्न 509)
225 केभीएचप्रति m² वर्षमा एकै भवन मा छत सौर प्यानल देखि (केन्द्रीय)
$0.84सुधारिएको मुकुट लागि प्रति kWh, केन्द्रीय मामला, वायुयुक्त साइट (दायरा $0.14 to $6.30); छत सौर: $ 0.19

संस्करण 1, र किन यो काम गर्दैन

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. यो एक सुन्दर तस्वीर हो। यसका तीन कारण छन्, पहिलो कारण यो हो कि यो अत्यन्तै महँगो छ।

संस्करण को अगाडि उचाइ 1 फ्यान पर्खाल, 40 मीटर लामो र 15 तल्ला उच्च, साना प्रशंसकहरु को मोड्युल मा ढाकिएको, एक व्यक्ति र स्केल लागि बस संग.
Version 1: 1,800 m² of facade covered in 120 mm fans. Local Solar System जगत् अवधारणा रेखाचित्र।

**1. यो एक प्रकारको जलीय जीव हो जसले पानीमा जीवन निर्वाह गर्न सक्दैन। एक ठोस मुखौटामा हावा रोकिन्छ (इञ्जिनियरहरूले यसलाई स्थगित गर्दछ) र माथि, तल र किनारातिर स्लाइड्स। यदि प्रत्येक प्रशंसकले पछाडिको 30 सेमी अन्तराल थियो भने पनि, किनारामा र शीर्षमा खुला, निरन्तरता एक कठिन सीमा सेट गर्दछ: सबै हावा प्रशंसकहरूको प्रवेश 1,800 m² को खाडलको बारेमा 39 m² मार्फत छोड्न पर्छ, त्यसैले यो 2.2% भन्दा बढी हावा गतिमा प्रशंसकहरू पार गर्न सक्दछ। शक्ति गति को घन संग जान्छ, त्यसैले पर्खाल राम्रो अन्तर्गत राख्ने थियो 0.01% के एउटै प्रशंसक मुक्त खडा बनाउने थिए. 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). यसलाई हेर्न 3D मोडेललाई संस्करण 1 मा स्विच गर्नुहोस्: हावाको रेखाहरू पर्खालमा रोकिन्छ र टाढा जान्छ।

भवन मार्फत खण्ड: हावा बन्द मुखौटा मा stagnates र छत किनारा भन्दा बढी घुमाउन बढ्छ, जहाँ मोड्युल को मुकुट बस्छ.
जहाँ पानीको अभाव हुन्छ। अवधारणा रेखाचित्र, नमूना संस्करण 2।

**2. सानो ब्लेड खराब काम. ** एक 120 मिमी प्रशंसक ब्लेड को बारेमा एक कोर्ड छ2सेन्टिमिटर. यसले 10,000 को नजिकको रेनोल्ड्स संख्यामा चल्छ, जहाँ पंखहरू आफ्नो लिफ्ट-टु-ड्रग अनुपातको अधिकांश भाग गुमाउँछन्: नरम एयरफोल्सहरूले “परिमाणको एक आदेश भन्दा बढी” सुधार गर्दछन् जुन लगभग 70,000 को महत्वपूर्ण रेनोल्ड्स संख्या (Lissaman, 1983) हो। मापन गरिएको सेन्टिमिटर-स्केल टर्बाइनहरू 9% को आसपास शक्ति गुणांकमा पुग्छन् (Howey, Bansal and Holmes, 2011); एक 10 सेन्टिमिटर कम्प्युटर-फ्यान रोटरले टर्बाइनको रूपमा प्रयोग गरी 5 मि / से. मा 28 एमडब्ल्यू प्रदान गर्दछ, हाम्रो गणना द्वारा यो माथि हावाको शक्तिको लगभग 4% (Federspiel र Chen, 2003)। यो पत्रिकाको प्रकाशक न्यौपाने प्रकाशन हो।

छ वर्ग कालो 80 मिमी आफ्नो केबल र तार औंला गार्ड संग कम्प्युटर प्रशंसक, सेतो पृष्ठभूमि मा.
यो पत्रिकाको प्रकाशक 80 मिटर हो। Version 1 imagined about 110,000 of their slightly larger 120 mm cousins on one facade. Photo: cappie2000 (public domain)

**3. यो एक प्रकारको वायुमण्डलीय प्रदूषण हो जसले पृथ्वीमा हुने लगभग 10% प्रदूषणलाई उत्पन्न गर्दछ र यसले पृथ्वीको तापमानमा करिब 40 डिग्री सेल्सियसको वृद्धि गराउँछ। ग्रिड प्रशंसक देखि सम्पूर्ण श्रृंखला लागि हाम्रो केन्द्रीय अनुमान 54% छ।

पनि पहिलो कारण पूर्णतया उपेक्षा (प्रशंसकहरूको एक स्वतन्त्र-उभिनु पर्खाल), संस्करण 1 बारेमा लागत हुनेछ $4.20 per kWh on a windy coast and $शहरमा 18, एक सय पटक छत सौर को मूल्य बीस।

भौतिकी जसले सीमा सेट गर्दछ

क्षेत्र मार्फत हावाद्वारा बोकेको शक्ति A छ P = ½ ρ A v³, हावा घनत्वसँग ρ = 1.225 kg/m³. यस प्रकारको एक घन सबै कुरा हो: 6 m/s मा एक वर्ग मीटरले 132 W, 12 m/s 1,058 W बोक्छ। एक वर्ष भन्दा औसत, एक शहर छत4मि / s मतलब हावा बारेमा प्रस्ताव 75 वाट प्रति वर्ग मिटर; मा एक खुला तट 6.5 मिटर / s बारेमा 321 वाट प्रति वर्ग मिटर.

Betz सीमा. कुनै खुला रोटर यसको क्षेत्र मार्फत प्रवाह शक्ति को 16/27 ≈ 59.3% भन्दा बढी निकाल्न सक्दैन, किनभने हावा बाटोमा बाहिर सार्न जारी राख्नु पर्छ।

दोस्रो रोटरले थप्न सक्ने कुरा । श्रृंखला मा दुई रोटर (एउटा जेट इन्जिन को चरणहरु जस्तै) अधिकतम पुग्न सक्छ 16/25 = 64% एक रोटर गरेको क्षेत्र मार्फत शक्ति को, र अनन्त धेरै मात्र 2/3 (नेपाल, 1986). एक जटिल प्रणालीको रूपमा, यो एक अर्धचालक पदार्थ हो जसमा एक वा धेरै विद्युतीय आवेशहरू हुन्छन्। यस प्रकारको तापक्रममा कुनै पनि पदार्थको तापमान घट्दैन, तर तापक्रम बढ्दै जाँदा यो घट्दै जान्छ। Measured gains of contra-rotating wind rotors range from 0 to 60%, but well-controlled recent tests cluster at 2 to 10% (Adema et al., 2026 review).

स्टेटर वेन्स थप्न सक्दछ। एक रोटरले हावा घुमाउने छोड्छ, र घुम्ने ऊर्जा गुमाउँछ। At the low tip-speed ratios of small rotors the loss is large: the ideal Glauert rotor reaches 0.42 at a tip-speed ratio of 1, 0.51 at 2 and 0.57 at 5. यसरी प्राप्त भएको रकमबाट केही भाग ऋणमा पनि खर्च गर्न सकिन्छ । कुनै पनि एक पवन टर्बाइन मा यो मापन गरेको छ; विमान propeller मा यस्तो vanes दिए 2 to 5% (Li et al., 2017).

एक नली के थप्न सक्छ। एक समतल किनारा संग एक नली (क्योशु विश्वविद्यालय को “हवा लेन्स”) रोटर पछाडि दबाव कम गर्दछ र यसलाई मार्फत अधिक हावा लिन्छ। विन्ड-टनल परीक्षणमा एक कम्प्याक्ट ब्रिम्ड डिफ्यसरले नाङ्गो रोटरको लागि 0.37 देखि 0.7 र 0.88 बीचको शक्ति गुणांक बढायो, रोटर क्षेत्रको सापेक्षमा, तर केवल 0.48 देखि 0.54 सम्म सम्पूर्ण ब्रिम (Ohya र Karasudani, 2010)। यो कुराको अर्थ हो कि प्रत्येक वर्ग मीटर * फ्रन्टल * क्षेत्र, नली कहिल्यै Betz सीमा पराजित छैन, “अनुशासनमा शक्ति वृद्धि कारक माथि3कहिले पनि हासिल गरिएको छैन”, र ducted टर्बाइनहरू थिए “50 वर्ष भन्दा बढी। यसले कुनै पनि व्यापारिक सफलता प्राप्त गरेको छैन।वान बुसेल, 2007). सबैभन्दा महँगो हालको प्रयास, FloDesign / Ogin, छ महिना भित्र आफ्नो टर्बाइन हटाइयो र 2017 मा निष्कासन गरिएको थियो (नेपाल, 2017).

पाँचवटा साना ठूला ढुङ्गाहरूको समूहमा एक ठूलो ढुंगालाई राखेर त्यसमाथि एउटा ठूलो ढुङ्गा राखिन्छ।
यो पत्रिकाको प्रकाशक नेपाल प्रज्ञा प्रतिष्ठान हो। Photo: Hot cake syrup, CC BY-SA 3.0

Reynolds संख्याको कारणले गर्दा आकार महत्वपूर्ण छ। हामीले एक ब्लेड-तत्व गति मोडेलसँग प्रत्येक साइजमा सर्वश्रेष्ठ सम्भव रोटर गणना गर्यौं (Glauert को उत्तम विचलन, टिप र हब घाटाहरू, र रिनोल्ड्स नम्बरसँग गिर्ने लिफ्ट-टु-ड्रग अनुपात, मापन गरिएको कम-Reynolds एयरफोइलहरू जस्तै Selig को SG6043):

रोटर व्यासब्लेडहरू, टिप-गति अनुपातरेनोल्ड नम्बर (75% अर्धव्यास)उत्तम डिजाइन Cp
4 सेमी8, 1.254,5000.23
12 सेमी (कम्प्युटर फ्यान)8, 1.512,0000.29
25 सेन्टिमिटर8, 2.020,0000.36
50 सेमी (बढाएको मोड्युल)6 देखि 7, 2.543,0000.39 देखि 0.40
1 मिनेट6, 3.074,0000.42
7 मिटर (सानो टर्बाइन)8, 4.5265,0000.49

यो पत्रिकाको प्रकाशक विश्वेश्वरप्रसाद कोइराला स्मृति प्रतिष्ठान हो। एक जाँचको रूपमा, एक उद्देश्य-डिजाइन गरिएको 39 सेमी पोर्टेबल टर्बाइन मापन 0.32, जहाँ हाम्रो मोडेलले त्यो आकारका लागि लगभग 0.39 दिन्छ (Kishore, Coudron र Priya, 2013): त्यसैले हामी पहिलो हार्डवेयर डिजाइन मूल्यको 65 देखि 90% सम्म पुग्छ भन्ने मान्दछौं, र सेन्टिमिटर रोटरहरूको लागि धेरै कम, जहाँ laminar separation domines।

एक सानो तीन-bladed मोडेल हावा टर्बाइन एक हवा टनल मा एक स्लिम टावर मा, मोटर द्वारा संचालित धातु फ्लिप को एक ठूलो ग्रिड अगाडि।
जर्मनीको ओल्डेनबर्ग विश्वविद्यालयमा एक हावा टनलमा एक मोडेल पवन टर्बाइन, मोटर-चल्ने फ्लिपहरूको सक्रिय ग्रिडको अगाडि नियन्त्रण गरिएको अस्थिरतामा हावालाई तान्छ। चरण 1 हाम्रो रोडम्याप को यो प्रकारको एक परीक्षण छ. Photo: Schottler, Reinke, Hölling, Whale, Peinke and Hölling, CC BY 3.0

हवाको दिशा। निश्चित मोड्युलले यसलाई हावाको भाग मात्र प्रयोग गर्दछ । शक्ति खुला रोटर लागि misalignment कोण को क्यूब संग लगभग र अधिक नरम ducts लागि गिर (Tamaro et al., 2024; Richmond-Navarro et al., 2022). मध्यम हावाको साथ, यसमा मुनि मोड्युलले यो बारेमा राख्दछ 47% ऊर्जा को एक सधैं-पङ्क्तिबद्ध रोटर प्राप्त हुनेछ। Version 1 assumed 100%.

सुधारिएको डिजाइन: windward छत किनारामा एक मुकुट

माथि सबै कुरा लिनुहोस् र डिजाइन लगभग आफै लेख्छ: ठूलो रोटर जहाँ रेनोल्ड्स संख्या दयालु छ, तिनीहरूलाई सुरक्षित र गति प्रदान गर्ने नलीहरूमा, जहाँ हावा पार गर्न सक्छन् त्यहाँ स्वतन्त्र उभिएर, प्रवाह सबैभन्दा बलियो छ जहाँ एक भवनमा स्थानमा प्रचलित हावा सामना. यो ठाउँमा छहरा पनि छ। मुखौटा हानेको हावा बढ्दै र किनारा भन्दा बढी घुम्छ; एक upwind छत किनारा माथि हावा 1.06 छ 1.25 पटक छत उचाइ मा गति, तर मात्र 0.38 समय जब त्यो किनारा downwind छ (Mertens, 2006).

प्रत्येक मोड्युल 725 मिमी वर्ग छ: एक 0.5 मीटर सात-blade रोटर एक कम्प्याक्ट हावा-लेन्स नली मा, पाँच स्टेटर वेन केही swirl पुन प्राप्त र 50 को लागि 300 W जेनरेटर बोक्न, एक स्टेनलेस गार्ड जाल र एक अधिकतम-पावर-बिन्दु ट्रयाकिंग संग एक सील गरिएको शक्ति बोर्ड। Two rows make a 1.45 m tall crown on steel rails above the parapet. एक व्यक्ति बाहिर मोड्युल उठाउन र यो साटासाट गर्न सक्नुहुन्छ।

सुधारिएको मोड्युल मार्फत खण्ड: गार्ड जाल, सात-ब्लेड रोटर, एक समतल किनारा संग नली, स्टेटर वेन्स र जेनरेटर पोड, आयामहरु संग।
सुधार गरिएको मोड्युल । अवधारणा रेखाचित्र, नमूना संस्करण 2।

यो पत्रिकाको प्रकाशक ना. The model designs them for the Reynolds number they will actually see, about 45,000 at 6 m/s: chord 62 mm near the root tapering to 36 mm at the tip, twist from 38° to 10°, a design tip-speed ratio of 2.5. 6 मि / s मा रोटर लगभग 700 rpm मा घुम्छ; यसको टिप्स एक 10 m / s हावा मा लगभग 30 m / s मा सार्न, आधा भन्दा कम ठूलो टर्बाइन गरेको टिप्स को 79 m / s।

ब्लेड योजना र सात अर्धव्यासमा कोर्ड, टच, रेनोल्ड्स संख्या र लिफ्ट-ड्रग अनुपातको तालिका।
यसले ब्लड प्रेसर तथा मुटुको चाललाई नियन्त्रण गर्दछ ।

इमान्दार नम्बरहरू

प्रत्येक वर्ग मिटर को frontale क्षेत्र तुलना गर्न उचित तरिका छ: एक मुखौटा, एक छत मुकुट र एक राजमार्ग बाधा सबै एउटै कुराको लागि प्रतिस्पर्धा, हावा सामना सतह. केन्द्रीय मान, मा पूर्ण pessimistic- गर्न-आशावादी दायरा संग नमूना डेटा. ऊर्जामा हावाको दिशा, अस्थिरता (5 देखि 15 प्रतिशतसम्म क्षति) र उपलब्धता (92 देखि 97 प्रतिशत) समावेश छ। ऊर्जा को लागत: 20 वर्ष एक 7% वास्तविक छुट दर, रखरखाव 2 गर्न 5% प्रति वर्ष लगानी।

डिजाइनअग्रभागमा सीपीप्रति वर्ष प्रति m² kWh, हावादार साइट / शहरक्षमता कारक, हावा / शहरप्रति m² स्थापना लागतप्रति kWh लागत, हावादार / शहर$ 0.19 / kWh मा सरल फिर्ता
ए संस्करण 1, स्टक 120 मिमी प्रशंसक (फ्री-स्ट्यान्ड)0.04523 / 55.2% / 1.2%$765$4.21 / $18.0कहिल्यै पनि होइन
A2। अनुकूलित 120 मिमी रोटरहरू0.08945 / 115.2% / 1.2%$805$2.23 / $9.45कहिल्यै पनि होइन
B0. 0.5 मिटर खुला रोटरहरू, मुकुट0.148125 / 349.3% / 2.5%$1,192$1.19 / $4.37कहिल्यै पनि होइन
बी सुधार: 0.5 मिटर ducted, स्टेटर, मुकुट0.164159 / 4310.7% / 2.9%$1,074$0.84 / $3.10कहिले पनि (सर्वोत्तम केस: 4.5 वर्ष वायु)
B2. बी प्लस एक विपरीत-परिवर्तन रोटर रूपमा0.174168 / 4610.7% / 2.9%$1,245$0.92 / $3.40कहिल्यै पनि होइन
B3. एक स्वतन्त्र-उभिने बाधा रूपमा B0.164128 / 328.6% / 2.2%$944$0.92 / $3.66कहिल्यै पनि होइन
छत सौर्य, एउटै भवन22512%$410$0.1910.6 वर्ष
दक्षिण मुखौटा मा सौर1397.6%$630$0.4731 वर्ष
10 kW टर्बाइन,7मीटर रोटर मा 18 देखि 30 मीटर मास्टरोटरमा 0.3531,600 / 10,300 kWh प्रति टर्बाइन36% / 12%प्रति किलोवाट $8,910$0.35 / $1.0827 वर्ष

तालिकाले के भन्छ:

  • द duct यसको स्थान कमाउँछ, बस। प्रति फ्रन्टल m², ducted मोड्युलहरू (बी) खुलामा उही रोटरहरू (B0) द्वारा लगभग 10 देखि 30% मा हावा दिशा राम्रो सहन गर्न सक्छन् किनभने मुख्यतया। यो एक प्रकारको चरा हो, जसलाई एक स्थानमा बसेर खान सकिन्छ।
  • दोस्रो रोटरले भुक्तानी गर्दैन। यो 16% बढी लागतको लागि 6% ऊर्जा थप्दछ। यस प्रकारको एक-एक खण्डमा अनेक-अनेक खण्डहरूको संयोजन नै काव्य हो।
  • केवल windward मोड्युलहरू भुक्तानी। छत वरिपरि सबै मुकुटले केवल 55% प्रति मोड्युल मात्र windward पक्षको तुलनामा कमाउँछ, किनभने अन्य पक्षहरूले समयको अधिकांश भागमा हावाबाट टाढा देख्छन्। हाम्रो सन्दर्भ भवन (40 × 20 मिटर, 45 मिटर लामो) मा सान्दर्भिक मुकुट केवल windward पक्ष हो: 60 m², लगभग $64,000, एक हावादार साइटमा एक वर्षको बारेमा 9,500 kWh, शहरमा 2,600। छत सौर को उही पैसा एक वर्षमा 35,000 kWh को बारे मा बनाउने प्यानल को 155 m² को बारे मा खरीद गर्दछ।
  • शहरहरूमा यो प्रतिस्पर्धा गर्न सक्दैन। भवन-माउन्ट माइक्रो हावाको एक खराब रेकर्ड छ: वारविक हावा परीक्षणहरूमा 26 टर्बाइनहरू औसत रूपमा 0.85% क्षमता तत्व (Encraft, 2009), र लन्डनको Strata टावर मा तीन टर्बाइनहरू हल्ला र कम्पन शिकायत पछि बन्द गरियो।

स्केलको लागि, अमेरिकी सानो हावा जहाजले औसतमा 14 देखि 16% क्षमता तत्व र $6,680 to $9,630 प्रति किलोवाट 2024 र 2025 मा स्थापना गरेको छ (PNNL वितरित हावा रिपोर्टहरू)। हाम्रो मुकुट भूमि बारेमा $6,300 प्रति kW मूल्याङ्कन, एउटै दायरा मा, जो लागत अनुमान कल्पना छैन एक संकेत छ.

एक सानो तीन-bladed हावा टर्बाइन संग एक पहेंलो टाउको वेन शीर्षमा एक लामो lattice टावर, विरुद्ध एक नीलो आकाश माथि रूखहरू।
यो एक छोटो दूरीको रेलमार्ग हो र यो शहरको मध्य भागमा स्थित छ। यस प्रकारको यन्त्रमा एक विशेष प्रकारको यन्त्रको प्रयोग गरिन्छ। Photo: Paul Gipe, CC BY-SA 4.0

के प्रमाणित छ, plausible र spekulative

प्रमाणित (पाठ्यपुस्तक वा मापन): हावा र बेट्ज सीमामा शक्ति; दुई रोटरहरूको लागि 16/25 छत; कि नलीहरूले प्रति रोटर क्षेत्र शक्ति बढाउँछन् तर प्रति फ्रन्टल क्षेत्र बेट्ज भन्दा बाहिर छैन; कि रेनोल्ड्स संख्याहरूमा साना ब्लेडहरू 70,000 को बारेमा दक्षता गुमाउँछन्; एक बन्द पर्खालसँग कुनै प्रवाह छैन; त्यो छत किनाराहरू गतिशीलता upwind प्रवाह; शहरहरूमा भवन-माउन्टेड माइक्रो टर्बाइनहरू खराब प्रदर्शन गरेका छन्।

plausible (समर्थित, तर यो डिजाइनको लागि मापन गरिएको छैन): एक 0.5 मिटर रोटर रेनोल्ड्स 45,000 को लागि डिजाइन गरिएको छ जुन एक कम्प्याक्ट ब्रिम्ड डक्टमा रोटर क्षेत्रमा 0.3 र 0.55 को आसपास शक्ति गुणांक पुग्छ; 50 देखि 300 W जनरेटरहरू र मोड्युल-स्तर MPPT संग ग्रिडमा रोटरबाट 75% श्रृंखला दक्षता; पहिलो परियोजनाको लागि प्रति m² $ 1,000 नजिक स्थापना लागत।

अनुमानित (मापन गरिनु पर्छ): कति ducts प्याक किनारा द्वारा एक अर्कालाई गुमाउन (हामी मानिन्छ 10 देखि 30%); वास्तविक गति-अप र एक दिइएको भवन मा एक मुकुट मा अस्थिरता; गुस्ट, बर्फ र धूलो को 20 वर्ष भन्दा बढी bearings हजारौं को टिकाऊपन; हल्ला र कम्पन भवन मा प्रसारित; मेशेड ducts संग वन्यजन्तु अन्तरक्रिया (ठूला टर्बाइनहरू एक अनुमानित 140,000 मा मार्छ 328,000 अमेरिकी एक वर्ष मा चरा (Loss, Will र Marra, 2013); ग्लास भवनहरू 365 मा मार्छन् 988 मिलियन (Loss et al., 2014); कुनै पनि मेशेड छत-एड्रेस मोड्युलहरूको लागि डाटा छ).

एक रातो रङको तारा जसलाई आकाशमा देख्न सकिन्छ, अर्को नीलो रङ्गको तारा जुन आकाशमा देखिदैन।
तीन पवन टर्बाइनहरू स्ट्र्याटा SE1 को शीर्षमा निर्माण गरिएको थियो, लन्डनमा एक आवासीय टावर, 2012 मा। Photo: Cmglee, CC BY-SA 3.0

के सत्य हुनुपर्छ

एक windy मा मुकुट लागि 6.5 मिटर / से साइट, बिजुली को लागत हामी काम गर्न सक्छन् दुई कुराहरूमा निर्भर: frontale क्षेत्र प्रत्येक वर्ग मीटर कति शक्ति प्रदान गर्दछ, र यो स्थापना लागत के.

अग्रभागमा सीपी$300 प्रति वर्ग मिटर$500 प्रति वर्ग मीटर$800 प्रति वर्ग मिटरप्रति वर्ग मिटर $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

जहाँ यो जित्न सक्छ, र जहाँ यो गर्न सक्दैन

यो जित्न सक्छ:

  • Windy लामो भवन र तटीय साइटहरू, सौर को एक पूरक रूपमा: रात मा छत किनारा शिखरमा हावा, जाडो र तूफान मा, जब सौर प्यानल थोरै उत्पादन।
  • छत पहिले नै पूरा वा छाया. एक मुकुट किनारा प्रयोग, छत क्षेत्र छैन, र प्यानल, संयंत्र वा टेरेस संग प्रतिस्पर्धा गर्दैन।
  • अफ-ग्रिड पावर जहाँ केबलहरू महँगो छन्: सेन्सर, प्रकाश, दूरसंचार उपकरण, पुलहरूमा मौसम स्टेशनहरू, मास्ट र तटीय संरचनाहरू।
  • अहिले नै अवस्थित बाधाहरू: राजमार्ग र रेलवे शोर बाधाहरू, समुद्री पर्खालहरू र पुल parapets, जहाँ संरचनाको लागि भुक्तान गरिन्छ।
  • दृश्यता र शिक्षा। एक मुकुट कि एक सौर प्यानल छैन सार्वजनिक बयान हो; स्कूल, संग्रहालय र लैंडमार्क भवन मूल्य त्यो.
एक पटक एक जना सानो बालकले एउटा ठूलो रुखको हाँगामा झुण्डिएर आत्महत्या गरेको थियो।
More than a dozen small turbines on two roofs in Morro Bay, California, in 2011. एक छत मा rotors राख्न सजिलो छ; तिनीहरूलाई भुक्तानी बनाउन को Warwick हावा परीक्षण देखाए रूपमा, कठिन भाग हो। Photo: Paul Gipe, CC BY-SA 4.0

यो जित्न सक्दैन:

  • बहु विद्युतको सस्तो स्रोतको रूपमा। ठूलो हावा र सौर खेतहरू प्रति kWh लागत $0.04 to $ 0.10; एक भवनमा केही नजिक आउछ।
  • शरणार्थी शहर सडकहरू र कम-उचाई उपनगरहरूमा, जहाँ औसत हावा छत उचाइमा4देखि5मि / से.
  • एक मुखौटा मा फ्लैट। यद्यपि रोटरहरू डिजाइन गरिएको छ, एक बन्द पर्खालमा कुनै प्रवाह छैन।

विकास रोडम्याप र यो लागत हुनेछ के

चरणकार्ययसले सक्षम पारेको निर्णयअनुमानित लागतसमय
0. डिजाइन अध्ययनब्लेड र नली डिजाइन, एक मोड्युलको सीएफडी र3×3एरे, बिजुली टोपोलोजी, निर्मातासँग लागत मोडेलएक एरे मा माथि 0.2 plausible frontale क्षेत्र मा सीपी छ?$30k to $60k3 देखि 4 महिना
1. हावा सुरंगतीन रोटर, तीन ducts, stator मा र बन्द, त्यसपछि एक3×3एरे;3देखि 15 m / s, yaw0सम्म 45 °मापन गरिएको Cp, एरे नोक्सान, सुरुआत गति, हल्ला$60k to $120k4 देखि 6 महिना
2. प्रोटोटाइप मोड्युलजेनरेटर, शक्ति बोर्ड, सील गरिएको मोड्युल; धैर्य, बर्फ, वर्षा र ध्वनि परीक्षण (IEC 61400-11 विधि)मोड्युल दक्षता र स्थायित्व$50k to $100k6 महिना
3. छत पाइलट10 एक windward किनारा मा 20 मोड्युल, अल्ट्रासाउन्ड anemometers वा लिडर, डाटा को एक वर्ष, वन्यजन्तु क्यामेरावास्तविक kWh प्रति m², उपलब्धता, भवन मा हल्ला$80k to $150k12 महिना
4. उत्पादन मार्गसंरचनात्मक र मुखौटा इन्जिनियरिङ, आईईसी 61400-2 डिजाइन आधार, बेलायत एमसीएस 006 वा अमेरिकी एसीपी 101-1 प्रमाणीकरण, बिजुली र आगो अनुपालन, बीमाएक उत्पादन निर्माण मालिक किन्न सक्छ$100k to $250k12 देखि 18 महिना

चरणहरू 0 देखि 3 सम्म लगभग आवश्यक पर्दछ $220,000 to $430,000 र दुई वर्ष। प्रत्येक चरणमा स्पष्ट रोक बिन्दु छ: यदि हावा सुरंग नजिकै एक frontale सीपी देखाउँदैन 0.2 एरे मा, हामी त्यहाँ रोक र किन प्रकाशित.

हामीलाई को आवश्यक छ

  • कम-Reynolds र ductted-रोटर अनुभव संग एयरोडाइनामिस्ट, डिजाइन र ब्लेड समीक्षा गर्न, नली र स्टेटर।
  • एक विश्वविद्यालय वा वाणिज्यिक हावा सुरंग, एक CFD ईन्जिनियर परीक्षण योजना र मोडेल एरे अन्तरक्रिया गर्न।
  • पावर-इलेक्ट्रॉनिक्स इन्जिनियर सानो स्थायी चुम्बक जनरेटरहरू, सक्रिय सुधार, MPPT र धेरै मोड्युलहरूबाट डीसी संग्रहको लागि।
  • संरचनात्मक र मुखौटा इन्जिनियर मुकुटमा हावा लोडको लागि (EN 1991-1-4 / ASCE7), फिक्सिंग, बर्फ र थकान।
  • Acoustician टोनल हल्ला र कम्पन लागि भवनमा प्रसारित।
  • शहरी हावा विशेषज्ञ केही निर्माण गर्नु अघि उम्मेदवार छत किनारामा हावा मापन र मोडेल गर्न।
  • प्रमाणीकरण र अनुपालन: सानो हावा मानकहरू (IEC 61400-2, -11, -12-1), बिजुली र आगो कोडहरू, र एक बीमाकर्ता एक पाइलट कभर गर्न इच्छुक।
  • Ecologist चरा र बटरफ्लाई निगरानी डिजाइन गर्न.
  • निर्मिती साझेदार इंजेक्शन मोल्डिंग वा रोटोमोउलिंगमा मूल्य ब्लेड र भोल्युममा ducts।

राम्रो विचार स्वागत छ

यो फ्यान पर्खाल एक व्यापक प्रश्नको एउटा जवाफ हो: कसरी मानिसहरू पहिले नै बस्ने ठाउँमा बनाउन सक्छ, भण्डारण वा तिनीहरूले आज भन्दा बढी स्वच्छ ऊर्जा बचत? यो पृष्ठ मा नम्बर एक फरक दृष्टिकोण राम्रो हुनेछ भनेर तपाईंलाई विश्वास भने, हामी सुन्न चाहन्छु. पनि गर्मी बनाउँछ कि छत सौर, थर्मल भण्डारण, पानी मुख्यबाट पुन: प्राप्त ऊर्जा, फोहोर गर्मी वा मागको स्मार्ट समय सबै धेरै भवनहरूमा एक हावा मुकुट पकड्न सक्छ। यो विचार रेडार तिनीहरूलाई तुलना गर्दछ, र प्रत्येक हामी यहाँ लागू गर्ने उही इमान्दारिता संग लेखिएको आफ्नो लेख छ।

यस संस्थाका केही सदस्यहरूको सम्पर्कमा एक पिच सुन्न सक्छ। यो सिद्धान्तले के भन्छ भने, कुनै पनि वस्तुको भौतिक अवस्थालाई यसका गुणहरूको आधारमा मापन गर्न सकिन्छ र त्यसै अनुसार त्यसको मूल्य निर्धारण गर्न सकिन्छ। कागज विचार पनि स्वागत छ: भौतिक र नम्बर ठोस छन् भने, हामी यहाँ वेबसाइट मा तिनीहरूलाई प्रकाशित गर्न सक्नुहुन्छ. तर एक काम गर्ने मोडेल बिना पूंजी उठाउन धेरै कठिन छ, र यहाँ केही पनि को वित्तपोषण, फिर्ता वा परिचय को एक प्रतिज्ञा छ। मानक यो पृष्ठ भेट्न प्रयास एक छ: नम्बर देखाउनुहोस्, तपाईं गलत साबित हुनेछ के भन्न, र सस्तो परीक्षण प्रस्ताव.

एक सेतो अल्ट्रासाउन्ड anemometer तीन जोडी सेन्सर हातहरू मा एक मस्ट माथि heather moorland, एक हावा vane र यो भन्दा माथि अन्य उपकरण संग।
यो पत्रिकाको प्रकाशक नेपाल प्रज्ञा प्रतिष्ठान, काठमाडौं हो। यो ध्वनिको गति र दिशा मापन गर्दछ र कुनै चल्ने भागहरू छैन। एक दिन राजाले यस प्रकारको यन्त्र बनाएर त्यसमा पानी भरेर राखिदिए । Photo: M J Richardson, CC BY-SA 2.0

तपाईँले कसरी मद्दत गर्न सक्नुहुन्छ

  • तपाईंको विशेषज्ञता ल्याउन। यदि तपाईं माथिको कुनै पनि क्षेत्रहरूमा काम गर्नुहुन्छ भने, कार्य प्रस्ताव गर्नुहोस्। पनि एक घण्टा हाम्रो मोडेल समीक्षा मूल्यवान छ।
  • एक windy छत प्रस्ताव. एक तटमा एक लामो भवन, सुरक्षित छत पहुँच संग पहाड वा खुला मैदान पाइलट होस्ट गर्न सक्छन्. हामीलाई यो कहाँ छ र कुन बाटो हावा सामान्यतया फुस्कन्छ बताउनुहोस् ।
  • हावा डाटा साझेदारी गर्नुहोस्। छतबाट हावा मापनको एक वर्ष, पुल वा तटवर्ती मस्टले हामीलाई पाइलट साइट रोज्न मद्दत गर्दछ।
  • हाम्रो गणित जाँच गर्नुहोस्। नमूना खुला छ। तपाईँले त्रुटि फेला पार्नुभयो भने, हामीलाई भन्नुहोस्: हामी पाइलट पछि भन्दा अहिले सुधार गर्न चाहन्छौं ।
  • एक राम्रो विचार प्रस्ताव गर्नुहोस्। यसलाई समाधान गर्ने समस्या, भौतिकी जाँच, प्रति kWh को एक कच्चा लागत र यो गलत साबित गर्न सक्दछ कि सस्तो परीक्षणको साथ योगदान फारम मार्फत पठाउनुहोस्।

स्रोत

  1. यसमा ए, बी, सी, डी, ई, फ, ग, ह, र झ छन्। (2007). कल्याडिंग पछाडि एयर खाडलहरू: हामीले के सिकेका छौं? भवन X सम्मेलन।
  2. यो पत्रिकाको प्रकाशक बी.बी.सी. हो। (1983). यो पत्रिकाको प्रकाशक रेडक्रस सोसाइटी हो। तरल यांत्रिकी को वार्षिक समीक्षा 15, 223-239.
  3. यो पत्रिकाको प्रकाशक ए.ए., ए.एस. र ए.एस. हो। (2011). यसले एक प्रकारको विद्युतीय शक्ति उत्पादन गर्ने र वितरण गर्ने कार्य गर्दछ। स्मार्ट सामाग्री र संरचना 20, 085021.
  4. यो पत्रिकाको प्रकाशक जे.जे.सी. हो। (2003). यो एक विद्युतीय उपकरण हो । Proceedings of IEEE Sensors 2003, 22-25. लाई
  5. यो पत्रिकाको प्रकाशक बी.जी. हो। (1986). यसले विभिन्न प्रकारका वायुमण्डलीय प्रदूषणलाई नियन्त्रण गर्दछ। हावा इन्जिनियरिङ र औद्योगिक एयरोडाइनमिक्स को पत्रिका 24, 215-225.
  6. यो ए.एन.ए.को एक भाग हो। (2026). Wind Energy Science 11, 2037-2051, मापन गरिएको डबल रोटर लाभको समीक्षा सहित।
  7. यसमा ए, बी, सी, डी, ई, फ, ग, घ, घ, छ, जस्ता वर्णहरू छन्। र अन्य (2017). यसले प्रविधिको विकास र प्रयोगमा सुधार ल्याउने उद्देश्य राख्दछ । AIAA 2017-3571. लाई
  8. यो पत्रिकाको प्रकाशक ए.टी.एच. हो। (2010). यसले उच्च शक्तिको विद्युत उत्पादन गर्न र उच्च तापमानमा पनि काम गर्न सक्छ। Energies 3(4), 634-649. लाई
  9. यसको प्रकाशन काठमाडौंमा साप्ताहिक अवधिमा हुन्छ। (2007). यसले विज्ञानको विकासमा महत्वपूर्ण भूमिका खेलेको छ, विशेष गरी गणित र भौतिकी। Journal of Physics: Conference Series 75, 012010. लाई
  10. यो पत्रिकाको प्रकाशक पी। (2017). किवी पेन्सन कोष $50 मिलियन Ogin ducted टर्बाइन fiasco मा गुमाउँछ।
  11. यो पत्रिकाको प्रकाशक एस.एस. र एच.एम. हो। (1998). यो विमानस्थललाई छोटो दूरीका लागि प्रयोग गरिन्छ । सौर ऊर्जा इन्जिनियरिङको पत्रिका 120(2), 108-114.
  12. यो पत्रिकाको प्रकाशक आर.के., एस.टी. र एच.एस. हो। (2013). यसले जलविद्युत उत्पादन (जलविद्युत्)मा ठूलो योगदान पुर्‍याएको छ। हावा इन्जिनियरिङ र औद्योगिक एयरोडाइनमिक्स को पत्रिका 116, 21-31.
  13. यो पत्रिकाको प्रकाशक ए.एस., एस.एल. र ए.एस.एल. हो। (2024). यसमा शक्ति र नियन्त्रणको अनियमितता छ, जसले गर्दा यो नियमलाई उल्लंघन गर्न सकिन्छ। Wind Energy Science 9, 1547-1575. लाई
  14. यो पत्रिकाको प्रकाशक श्रीरामपुर नगरपालिका, नेपाल हो। (2022). यो पत्रिकाको प्रकाशक नेपाल पर्यटन बोर्ड हो। Wind Engineering 46, 518-528. लाई
  15. यसको प्रकाशन, काठमाडौंमा साप्ताहिक… (2006). विद्युत ऊर्जा निर्माण वातावरणमा: भवनहरूको केन्द्रक प्रभाव। पीएचडी निबन्ध, टीयू डेल्फ्ट (पछि Mertens, 2003, 27(6) को लागि).
  16. Encraft (2009). यसको प्रकाशन काठमाडौंमा साप्ताहिक अवधिमा हुन्छ।.
  17. Pacific Northwest National Laboratory (2025, 2026). वितरण पवन बजार रिपोर्ट र प्रविधि डाटा अपडेट।
  18. US Department of Energy and NREL (2025). सौर फोटोभोल्टिक प्रणाली लागत बेन्चमार्क, Q1 2025: व्यावसायिक छत $1.95 to $ प्रति W 1.98।
  19. Lazard (June 2026). Energy को स्तरीकृत लागत+, संस्करण 19।
  20. US Energy Information Administration (2025). क्षेत्र अनुसार विद्युतको औसत मूल्य, 2024; Eurostat, बिद्युत मूल्य तथ्याङ्क।
  21. यसमा, एस.आर., टी. र एम.पी. (2013). यो विमानस्थलको निर्माण कार्य संयुक्त राज्य अमेरिकाले गरेको हो । जैविक संरक्षण 168, 201-209.
  22. यसमा, एस.एस., एस.एस., एस.एस., एस.एस., एस.एस., एस.एस., एस.एस., एस.एस., एस.एस., एस.एस., एस.एस., एस.एस. (2014). यो संयुक्त राज्य अमेरिकामा पाइने एक प्रकारको चरा हो । The Condor 116(1), 8-23. लाई
  23. यो पत्रिकाको प्रकाशक जे.जे., एन.एच. र ए.सी. हो। (2008). यसले ऊर्जाको स्रोतलाई पनि प्रभावित गर्दछ। नवीकरणीय ऊर्जा 33(6), 1157-1163. एक सम्बन्धित विचार हामी पनि परीक्षण हुनेछ: मुखौटा र छत बीच दबाव फरक द्वारा संचालित parapet मार्फत नली.