Некоторые языки на этом сайте могут быть машинно переведены и могут содержать ошибки. Помогите улучшить его Оригинал на английском языке
Морские ветровые турбины стоят в фиолетовом и оранжевом небе заката, солнце на горизонте над темно-синим морем.
Зеленая инициатива · Открытые исследования

Стена вентиляторов

Мы решили покрыть здание в компьютерных вентиляторов, которые делают электричество от ветра. Физика сказала нет этой версии. Она также указала на лучший. Вот вся математика, что доказано, что не так, и что бы это было выяснить.

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

Каждая ветряная турбина, которую вы видели, следует одной и той же логике: один ротор как можно больше, как можно выше. Она работает блестяще, и для этого нужны краны, открытая земля и многолетние разрешения. Наш вопрос обратный. Может ли много небольших роторов, встроенных в местах, где уже есть города, производить электричество по цене, которая имеет смысл? Идея стенки вентиляторов была впервые предложена в фонде Local Solar System в 2020 году; эта страница является его открытой, обновленной моделью.

Эта страница написана для людей, которые могут финансировать, строить или тестировать идею. Это преднамеренно не брошюра продаж. Мы проделали вычисления для нашего первого проекта, обнаружили, где он не работает, перепроектировали его и провели вычисления снова. Короткое объяснение: стена компьютерных вентиляторов на фасаде не может работать, корона из более крупных роторов на ветреном краю крыши может производить реальное электричество, и она не сможет победить солнечные панели по цене, если только несколько вещей, которые мы можем проверить, не окажутся хорошими. Каждый рисунок ниже взят из нашей открытой модели (код, данные).

2.2%скорости ветра, в лучшем случае, может проходить через вентиляторы, установленные плотно на закрытом фасаде: воздуху нет куда уйти
159 кВт·чна м² в год от улучшенной кроны на ветреной площадке 6,5 м/с (центральный; диапазон 43-509)
225 кВт·чна м² в год от солнечных панелей на крыше того же здания (центральное)
$0.84за кВт.ч для улучшенной кроны, центральный случай, ветреный участок (диапазон $0.14 to $6,30); солнечная энергия на крыше: $0,19

Версия 1, и почему она не работает

Первой идеей был фасад здания, 40 м длиной и 15 этажей высотой, покрытый около 110,000 вентиляторами 120 мм, каждый из которых работает назад, так что его мотор становится генератором. Это прекрасная картина. Она терпит неудачу по трем причинам, в порядке их важности.

Передняя фасадная часть варианта 1 Fan Wall, длина 40 метров и высота 15 этажей, покрытая модулями из небольших вентиляторов, с человеком и автобусом для масштабирования.
Вариант 1: 1800 м² фасада, покрытого вентиляторами диаметром 120 мм. Local Solar System Концептуальный чертеж фундамента.

1. Воздух не может проходить через закрытую стену. Турбина получает энергию от воздуха, который проходит через нее. На твердом фасаде ветер останавливается (инженеры называют это стагнацией) и скользит вверх, вниз и вбок. Даже если бы каждый вентилятор имел за собой 30-сантиметровый промежуток, открытый по бокам и сверху, непрерывность устанавливает жесткий предел: весь воздух, поступающий в 1800 м² вентиляторов, должен был бы выходить через промежуток площадью около 39 м², так что он мог бы проходить через вентиляторы не более чем на 2,2% от скорости ветра. Мощность идет с кубом скорости, так что стена будет держать намного ниже 0,01% того, что те же вентиляторы сделали бы стоять свободно. Измерения за реальными вентилируемыми облицовками совпадают: от 0,2 до 0,6 м/с потока воздуха в полости при ветре до 5 м/с (Salonvaara et al., 2007). Переключите 3D-модель на версию 1, чтобы увидеть это: ветровые полосы останавливаются на стене и скользят в сторону.

Секция через здание: ветер застопорился на закрытом фасаде и поднимается, чтобы обернуться над краем крыши, где находится корона модулей.
Куда может пойти воздух. Концептуальный чертеж, модель варианта 2.

2. Крошечные лопасти работают плохо. Лопасть вентилятора диаметром 120 мм имеет струну около 2 см. Воздух вокруг него движется с числом Рейнольдса около 10,000, режиме, где крылья теряют большую часть своего отношения подъём-сопротивление: гладкие аэродинамические профили улучшаются «более чем на порядок величины» выше критического числа Рейнольдса около 70,000 (Lissaman, 1983). Измеренные турбины сантиметрового масштаба достигают коэффициентов мощности около 9% (Howey, Bansal and Holmes, 2011); 10-сантиметровый компьютерный вентилятор, используемый в качестве турбины, производит 28 мВт при скорости 5 м/с, что составляет около 4% от мощности ветра по его расчётам (Federspiel and Chen, 2003). Компьютерные вентиляторы сформированы так, чтобы подталкивать воздух, а не быть толкаемыми им.

Шесть квадратных черных 80-мм компьютерных вентиляторов с их кабелями и защитой от пальцев на белом фоне.
Стандартные 80-мм компьютерные вентиляторы. Версия 1 представляет собой примерно 110,000 своих немного больших 120 мм двоюродных братьев на одном фасаде. Photo: cappie2000 (public domain)

**3. Тысячи крошечных генераторов растрачивают то, что они делают. ** Двигатель вентилятора, обеспечивающий долю ватта при нескольких вольтах, может потерять от 10 до 40% только в диодном выпрямителе. Наша центральная оценка для всей цепи от вентилятора до сети составляет 54%.

Даже если полностью игнорировать первую причину (самостоятельно стоящая стена вентиляторов), версия 1 будет стоить около $4.20 per kWh on a windy coast and $18 в городе, от двадцати до ста раз дороже, чем цена солнечной энергии на крыше.

Физика, которая устанавливает пределы

Мощность, переносимая ветром через область A, равна P = ½ ρ A v³ при плотности воздуха ρ = 1.225 kg/m³. Куб - это все: при скорости 6 м/с квадратный метр несет 132 Вт, при 12 м/с - 1058 Вт. В среднем за год, городская крыша со средним ветром 4 м/с обеспечивает около 75 Вт на м²; открытый берег при 6,5 м/с обеспечивает около 321 Вт на м².

Лимит Бетса. Ни один открытый ротор не может извлекать больше, чем 16/27 ≈ 59.3% мощности, протекающей через его область, потому что воздух должен продолжать двигаться с пути.

Что может добавить второй ротор. Два последовательно расположенных ротора (как ступени реактивного двигателя) могут достичь максимум 16/25 = 64% мощности через область одного ротора, и бесконечно много только 2/3 (Newman, 1986). Реактивный двигатель складывает ступени, потому что он толкает воздух через ограниченный центральный блок с огромной разницей давления от горящего топлива. Свободный ветер не обеспечивает такого давления: каждая дополнительная ступень еще больше замедляет воздух, и медленный воздух разливается вокруг устройства. Измеренные прибыли противовращающихся ветровых роторов варьируются от 0 до 60%, но хорошо контролируемые недавние испытания кластеров на 2 до 10% (Adema et al., 2026 обзор).

Что статора лопатки могут добавить. Ротор оставляет воздух вихрем, и вихревая энергия теряется. При низких коэффициентах скорости ротора и его верхней части потери большие: идеальный ротор Глауэрта достигает 0,42 при коэффициенте скорости 1, 0,51 при 2 и 0,57 при 5. Фиксированные лопасти за ротором могут восстанавливать часть его. Никто не измерял это на ветрогенераторе; на винтах самолетов такие лопасти давали от 2 до 5% (Li et al., 2017).

Что может добавить воздуховод. Воздуховод с плоским краем (так называемый «ветровой линз» Университета Кюсю) снижает давление за ротором и пропускает через него больше воздуха. В ходе испытаний в аэродинамической трубе компактный диффузор с крышкой повысил коэффициент мощности с 0,37 для голого ротора до 0,7-0,88 по отношению к площади ротора, но только до 0,48-0,54 по отношению ко всей крышке (Оя и Карасудани, 2010 год). В этом и заключается ловушка: на квадратный метр фронтальной площади, каналы никогда не превышали предел Бетца, “на практике коэффициенты увеличения мощности выше 3 никогда не достигались”, а каналные турбины имеют “более 50 лет. До сих пор без коммерческого успеха» (van Bussel, 2007). Самая дорогостоящая попытка, FloDesign/Ogin, удалила свои турбины в течение шести месяцев и была ликвидирована в 2017 году (Gipe, 2017).

Пять небольших ветряных турбин на высоких белых столбах, каждый ротор окружен круглым кольцом с плоским краем, на фоне облачного неба.
Ветрогенераторы с линзовой конструкцией на территории Ито университета Кюсю, Япония: каждый ротор вращается внутри кольца с плоским краем, идею которого заимствовал канал нашего модуля. Photo: Hot cake syrup, CC BY-SA 3.0

Размер имеет значение из-за числа Рейнольдса. Мы рассчитали наилучший возможный ротор для каждого размера с помощью модели импульса элемента лопастей (оптимум Глауэрта с вращением следа, потерями наконечника и ступицы и отношение подъема к сопротивлению, которое падает с числом Рейнольдса, измеренных низкорейнольдсовых аэродинамических профилей, таких как Selig’s SG6043):

Диаметр ротораЛопасти, отношение скорости к высотеЧисло Рейнольдса (75% радиус)Лучший дизайн
4 см8, 1.254,5000.23
12 см (вентилятор компьютера)8, 1.512,0000.29
25 см8, 2.020,0000.36
50 см (усовершенствованный модуль)6-7, 2.543,000от 0,39 до 0,40
1 м6, 3.074,0000.42
7 м (маленькая турбина)8, 4.5265,0000.49

Это потолки для специально построенных лопастей, до реальных потерь. В качестве проверки, специально разработанная 39-сантиметровая портативная турбина измерила 0,32, где наша модель даёт около 0,39 для этого размера (Kishore, Coudron and Priya, 2013): поэтому мы предполагаем, что первое оборудование достигает 65-90% от проектного значения и гораздо меньше для сантиметровых роторов, где преобладает ламинарное разделение.

Небольшая модель трехлопастной ветровой турбины на тонкой башне в аэродинамическом туннеле перед большой решеткой металлических клапанов, приводимых в движение моторами.
Модель ветрогенератора в аэродинамической трубе в Ольденбургском университете, Германия, перед активной решеткой моторных клапанов, которые возбуждают воздух в контролируемую турбулентность. Этап 1 нашей " дорожной карты " является именно таким испытанием. Photo: Schottler, Reinke, Hölling, Whale, Peinke and Hölling, CC BY 3.0

Направление ветра. Фиксированный модуль использует только ту часть ветра, которая дует в него. Мощность падает примерно с кубом угла неправильного расположения для открытых роторов и более мягко для каналов (Tamaro et al., 2024; Richmond-Navarro et al., 2022). При преобладающем умеренном ветре модуль, обращенный к нему лицом, поддерживает приблизительно 47% энергии, которую получал бы всегда выравнивающийся ротор. Версия 1 предполагает 100%.

Улучшенный дизайн: корона на краю крыши, обращенной к ветру

Возьмите все вышеизложенное, и дизайн почти пишет сам себя: более крупные роторы, где число Рейнольдса лучше, в каналах, которые защищают и ускоряют их, стоят свободно, где воздух может проходить, обращенные к преобладающему ветру в том месте на здании, где поток сильнее всего. Это место - край крыши. Воздух, ударяющийся о фасад, поднимается и оборачивается над краем; над краем крыши, находящимся в направлении ветра, скорость ветра в 1,06-1,25 раза превышает скорость на высоте крыши, но только в 0,38 раза, когда этот край находится в направлении ветра (Мертенс, 2006).

Каждый модуль имеет площадь 725 мм²: семилопастной ротор диаметром 0,5 м в компактном канале ветролинзы, пять статорных лопастей, которые восстанавливают некоторую вихревую нагрузку и несут генератор мощностью от 50 до 300 Вт, защитная сетчатая конструкция из нержавеющей стали и одна герметизированная электропроводка с отслеживанием максимальной точки мощности. Два ряда образуют 1,45 м высокую корону на стальных рельсах над парапетом. Один человек может поднять модуль и заменить его.

Section through the improved module: guard mesh, seven-blade rotor, duct with a flat brim, stator vanes and generator pod, with dimensions.
Улучшенный модуль. Концептуальный чертеж, модель варианта 2.

Лопасти не угадываются. Модель проектирует их для числа Рейнольдса, которое они фактически увидят, около 45000 при 6 м/с: струна 62 мм вблизи корня, сужающаяся до 36 мм на конце, кручение от 38° до 10°, расчетное соотношение скорости кончика и скорости 2,5. На скорости 6 м/с ротор вращается со скоростью около 700 об/мин; его наконечники движутся со скоростью около 30 м/с при ветре 10 м/с, что меньше половины от 79 м/с кончиков больших турбин.

Планировка лопастей и таблица ходовых характеристик, крутящего момента, числа Рейнольдса и коэффициента подъемно-откатного усилия по семи радиусам.
Корда и кручение лопастей по модели импульса элемента лопасти.

Честные цифры

Для сравнения можно использовать квадратный метр фронтальной площади: фасад, крыша и барьер на дороге конкурируют за одну и ту же поверхность, обращенную к ветру. Центральные значения, с полным диапазоном от пессимистического до оптимистического в данных модели. Энергия включает направление ветра, турбулентность (потери от 5 до 15%) и доступность (92-97%). Стоимость энергии: 20 лет по реальной ставке дисконтирования в размере 7%, эксплуатационные расходы составляют от 2 до 5% от инвестиций в год.

ДизайнCp на фронтальной поверхностикВт/ч на м² в год, ветреная местность / городКоэффициент производительности, ветровая/городскаяСтоимость установки на м²Стоимость за кВт·ч, ветровая погода/городПростая окупаемость по ставке 0,19 долл. США/кВт·ч
A. Вариант 1, стандартные вентиляторы диаметром 120 мм (отдельные)0.04523 / 55.2% / 1.2%$765$4.21 / $18.0никогда
A2. Специальные 120-мм роторы0.08945 / 115.2% / 1.2%$805$2.23 / $9.45никогда
B0. 0,5 м открытые роторы, корона0.148125 / 349.3% / 2.5%$1,192$1.19 / $4.37никогда
B. Улучшено: 0,5 м канализировано, статор, корона0.164159 / 4310.7% / 2.9%$1,074$0.84 / $3.10никогда (лучший случай: 4,5 года ветреной погоды)
B2 Как в пункте B плюс ротор, вращающийся против часовой стрелки0.174168 / 4610.7% / 2.9%$1,245$0.92 / $3.40никогда
B3. В как самостоятельно стоящий барьер0.164128 / 328.6% / 2.2%$944$0.92 / $3.66никогда
Солнечные батареи на крыше, то же здание22512%$410$0.1910,6 года
Солнечная энергия на южном фасаде1397.6%$630$0.4731 год
10 кВт турбина, 7 м ротор на мачте длиной от 18 до 30 м0,35 на ротор31600 / 10300 кВт/ч на турбину36% / 12%8910 долл. США за кВт$0.35 / $1.0827 лет ветреный

Что говорит таблица:

  • Канал заслуживает своего места, просто. На фронтальный м², канализованные модули (B) побеждает те же роторы в открытом (B0) примерно на 10 до 30%, главным образом потому, что они лучше переносят направление ветра. Они также дают охрану, более тихую кончик и место для статора.
  • Второй ротор не платит. Он добавляет около 6% энергии за 16% больше стоимости. Многоступенчатый ветровой модуль типа реактивного двигателя ограничен физическими законами, а не амбициями.
  • Только модули, направленные к ветру, оплачиваются. Корона вокруг крыши приносит только 55% за модуль по сравнению с одной только стороной, направленной к ветру, потому что другие стороны большую часть времени обращены в сторону от преобладающего ветра. На нашем эталонном здании (40 × 20 м, высота 45 м) разумная корона только на ветровой стороне: 60 м², около $64,000, около 9,500 кВт в год на ветреном сайте, 2,600 в городе. Те же деньги в солнечной энергии на крыше покупает около 155 м² панелей, производящих около 35,000 кВт в год.
  • В городах он не может конкурировать. Микро ветровые установки на зданиях имеют плохой послужной список: 26 турбин в Warwick Wind Trials имели средний коэффициент производительности 0,85% (Энкрафт, 2009), и три турбины на лондонском Башня Страта были отключены после жалоб на шум и вибрацию.

Для масштаба, небольшой ветряной флот США в среднем имеет коэффициент мощности от 14 до 16% и $6,680 to $9630 на кВт установленных в 2024 и 2025 годах (PNNL Distributed Wind reports). Наша корона земли на около $6300 за кВт номинальной, в том же диапазоне, что является признаком оценка стоимости не фантазия.

Небольшая трехлопастная ветровая турбина с желтым хвостовым лопастным колесом на вершине высокой решетчатой башни, на фоне голубого неба над деревьями.
Небольшая ветровая турбина Bergey Excel на решетчатой башне на компостном участке города Портленд, штат Орегон. Небольшие турбины на высоких мачтах, как это, находятся в последней строке таблицы выше. Photo: Paul Gipe, CC BY-SA 4.0

Что доказано, правдоподобно и спекулятивно

Proven (textbook or measured): мощность при ветре и предел Бетца; потолок 16/25 для двух роторов; - каналы поднимают мощность в расчете на площадь ротора, но не более чем приблизительно по Бетцу на фронтальную площадь; что небольшие лопасти при числах Рейнольдса ниже примерно 70,000 теряют эффективность; - закрытая стенка не имеет проходного потока; - краи крыши ускоряют поток вверх по ветру; что установленные на зданиях микротурбины в городах работают плохо.

Правдоподобно (поддерживалось, но не измерялось для этой конструкции): ротор длиной 0,5 м, предназначенный для Reynolds 45,000, достигающий коэффициента мощности около 0,3 и 0,55 на площади ротора в компактном канале с краем; эффективность цепи 75% от ротора к сети с генераторами мощностью от 50 до 300 Вт и модульным MPPT; установленная стоимость близка к $1000 за м² для первого проекта.

Спекулятивные (должны быть измерены): сколько каналы, уложенные рядом потеряют друг к другу (мы предполагаем от 10 до 30%); реальное ускорение и турбулентность в короне на определенном здании; долговечность тысяч подшипников более чем 20 лет порывов ветра, льда и пыли; шум и вибрация передаются в здание; взаимодействие дикой природы с сетчатыми каналами (большие турбины убивают приблизительно 140.000 до 328.000 птиц в год в США (Потеря, Уилл и Марра, 2013); стеклянные здания убивают от 365 до 988 миллионов (Лосс и др., 2014); никто не располагает данными по модулям с сетчатой кромкой крыши).

Три круглых отверстия в изогнутой вершине темной стеклянной башни, каждая из которых держит ротор ветрогенератора, на фоне голубого неба.
Три ветрогенератора, установленные на вершине Strata SE1, жилой башни в Лондоне, в 2012 году. Photo: Cmglee, CC BY-SA 3.0

Что должно быть правдой

Для ветровой площадки с ветром 6,5 м/с стоимость электроэнергии зависит от двух факторов: сколько энергии выделяется на каждый квадратный метр фронтальной площади и какие затраты связаны с установкой.

Cp на фронтальной поверхности300 долл. США за кв. м500 долл. США за кв.м800 долл. США за м²1100 долл. США за кв. м
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

Где она может победить, а где нет

Он может выиграть:

  • Ветряные высокие здания и прибрежные объекты, в дополнение к солнечной: ветер на краю крыши пики ночью, зимой и во время штормов, когда солнечные панели производят мало.
  • Кровли уже полные или затененные. Корона использует край, а не площадь крыши и не конкурирует с панелями, растениями или террасами.
  • Внесетевой источник питания, где кабели дороги: датчики, освещение, телекоммуникационное оборудование, метеостанции на мостах, мачтах и береговых сооружениях.
  • Уже существующие барьеры: шумовые барьеры на автомагистралях и железных дорогах, морские стены и парапеты мостов, где конструкция оплачивается.
  • Видимость и образование. Корона, которая поворачивается является публичным заявлением солнечной панели не является; школы, музеи и исторические здания ценят это.
Более десятка маленьких белых ветряных турбин на коротких мачтах стояли вдоль плоской крыши над вывеской магазина, с деревьями позади.
Более десятка небольших турбин на двух крышах в Морро-Бей, Калифорния, 2011 год. Поставить роторы на крышу легко; сделать их рентабельными – это сложная часть, как показали испытания ветра в Уорике. Photo: Paul Gipe, CC BY-SA 4.0

Он не может выиграть:

  • Как дешевый источник массового электроэнергии. Большие ветровые и солнечные фермы стоят $0.04 to $0,10 за кВт·ч; ничто на здании не приближается.
  • В защищенных городских улицах и низко поднятых пригородах, где средняя скорость ветра на высоте крыши составляет менее 4-5 м/с.
  • Плоский на фасаде. Независимо от конструкции роторных установок, в закрытой стене не происходит прохождения воздуха.

Дорожная карта развития и ее стоимость

ФазаРаботаРешение, которое оно позволяетСметные расходыВремя
0. Проектное исследованиеПроектирование лопастей и каналов, CFD одного модуля и массива 3 × 3, электрическая топология, модель затрат с производителемДопустимо ли в массиве наличие Cp на фронтальной поверхности выше 0,2?$30k to $60к3-4 месяца
1. Аэродинамическая трубаТри ротора, три канала, включение и выключение статора, затем 3 × 3; от 3 до 15 м/с, ход от 0 до 45°Измеренный Cp, потери массива, скорость запуска, шум$60k to $120к4-6 месяцев
2. Модуль прототипаГенератор, блок питания, герметичный модуль; испытания на прочность, обледенение, дождь и акустику (метод IEC 61400-11)Эффективность и долговечность модуля$50k to $100к6 месяцев
3. Экспериментальная установка на крыше10-20 модулей на подветренной стороне, ультразвуковые анемометры или лидар, год данных, камера для съемки дикой природыФактический кВт/ч на м², доступность, шум в здании$80k to $150к12 месяцев
4. Путь продуктаКонструкторские работы и проектирование фасадов, основание проектирования IEC 61400-2, сертификация UK MCS 006 или US ACP 101-1, соответствие электротехническим и пожарным требованиям, страхованиеПродукт, который может купить владелец здания$100k to $250к12-18 месяцев

На фазы 0-3 требуется примерно $220,000 to $430,000 и два года. Каждая фаза имеет четкую точку остановки: если в аэродинамической трубе не показано фронтальное Cp около 0,2 в массиве, мы останавливаемся на этом и публикуем причины.

Кто нам нужен

  • Аэродинамик с опытом работы на низко-рейнольдсовых и канализованных роторах, для проектирования и пересмотра лопастей, канала и статора.
  • Университетский или коммерческий аэродинамический туннель, с инженером CFD для планирования тестов и моделирования взаимодействия массивов.
  • Инженер-электронщик для небольших генераторов с постоянными магнитами, активного выпрямления, MPPT и сбора постоянного тока из многих модулей.
  • Структура и фасад для ветровых нагрузок на корону (EN 1991-1-4 / ASCE 7), крепления, лед и усталость.
  • Акустик для тонального шума и вибрации, передаваемых в здание.
  • Специалист по городскому ветру для измерения и моделирования ветра на краю крыши до того, как что-либо будет построено.
  • Сертификация и соблюдение: стандарты малых ветров (IEC 61400-2, -11, -12-1), электрические и пожарные кодексы, а также страховщик, готовый покрыть пилота.
  • Эколог для разработки птиц и летучих мышей мониторинга.
  • Партнер по производству в области литья под давлением или ротационного формования для ценообразования лопастей и каналов на объем.

Лучшая идея приветствуется

Стена вентиляторов является одним из ответов на более широкий вопрос: как места, где люди уже живут, могут производить, хранить или сохранять больше чистой энергии, чем они делают сегодня? Если цифры на этой странице убедят вас в том, что другой подход был бы лучше, мы хотим услышать это. Кровля солнечной, которая также делает тепло, тепловой аккумулятор, энергия, извлекаемая из водопровода, отходы тепла или умнее время спроса все могли бы победить венец ветра на многих зданиях. idea radar сравнивает их, и у каждого есть своя статья, написанная с той же честностью, которую мы применяем здесь.

Некоторые члены Фонда могут иметь контакты, которые могли бы услышать предложение. Для того чтобы быть представленной, идея нуждается в рабочей, реальной модели, которая фактически производит энергию, с ее выходом измеренным на инструменте, не заявленном; именно поэтому эта страница заканчивается аэродинамической трубой и пилотным проектом на крыше, а не рисунком. Идеи на бумаге также приветствуются: если физика и числа тверды, мы можем опубликовать их здесь на сайте. Но привлечение капитала без рабочей модели очень трудно, и здесь нет никаких обещаний финансирования, доходов или введений. Этот стандарт пытается соответствовать эта страница: показать числа, сказать, что доказало бы вас неправым, и предложить самый дешевый тест.

Белый ультразвуковой анемометр с тремя парами датчиковых рукавов на мачте над верховьями, с ветровой лопатой и другими приборами над ним.
Ультразвуковой анемометр в Whim Moss, Шотландия. Он измеряет скорость и направление ветра с помощью звуковых импульсов и не имеет подвижных частей. Пилот на крыше будет регистрировать ветер в короне с инструментами, как этот. Photo: M J Richardson, CC BY-SA 2.0

Как вы можете помочь

  • Принесите свой опыт. Если вы работаете в любой из вышеуказанных областей, предложите задачу. Даже час, потраченный на изучение нашей модели, очень важен.
  • Предложить ветреную крышу. Высокое здание на побережье, холм или открытой равнине с безопасным доступом к крыше мог бы принять пилота. Расскажите нам, где это и в каком направлении обычно дует ветер.
  • Поделитесь данными о ветре. Год измерений ветра с крыши, моста или береговой мачты помогает нам выбрать пилотную площадку.
  • Проверьте нашу математику. Модель открыта. Если вы обнаружите ошибку, сообщите нам: мы бы предпочли исправить ее сейчас, чем после пилотного выпуска.
  • Предложить лучшую идею. Отправить его через форма взноса с проблемой, которую она решает, проверкой физики, приблизительной стоимостью в кВт/ч и самым дешевым тестом, который мог бы доказать ее неверность.

Источники

  1. Салонваара, М., Карагиозис, А., Пазера, М. и Миллер, В. (2007). Воздушные полости за облицовкой: что мы узнали? Buildings X Conference.
  2. Лиссаман, П.Б.С. (1983). Низкое число Рейнольдса аэродинамических профилей. Ежегодный обзор механики жидкостей 15, 223-239.
  3. Хоуи, Д.А., Бансал, А. и Холмс, А.С. (2011). Проектирование и эксплуатация сантиметровой ветрогенераторной установки с покрытием для сбора энергии. Умные материалы и конструкции 20, 085021.
  4. Федершпилль, К.С. и Чэнь, Дж. (2003). Датчик с пневматическим приводом. Процедуры IEEE Sensors 2003, 22-25.
  5. Ньюман, Б.Г. (1986). Теория многодискового привода для ветрогенераторов. Журнал ветроинженерии и промышленной аэродинамики 24, 215-225.
  6. Адема, Н. и др. (2026). Wind Energy Science 11, 2037-2051, включая обзор измеренных прироста двух ротор.
  7. Ли, К., Озтюрк, К., Рагни, Д. и др. (2017). Проектирование и экспериментальная проверка вихревосстановительных лопастей для винтовых силовых установок. 2017-3571.
  8. Охия, И. и Карасудани, Т. (2010). Защищенная ветрогенераторная установка, генерирующая высокую выходную мощность с помощью технологии ветровых линз. Энергетика 3(4), 634-649.
  9. ван Буссел, Г.Й.В. (2007). Наука о получении большего крутящего момента от ветра: эксперименты с диффузором и пересмотренная теория. Журнал физики: Конференция Серия 75, 012010.
  10. Жип, П. (2017). Пенсионный фонд Kiwi потерял $50 млн в результате фиаско с трубчатой турбиной Ogin.
  11. Жигер, П. и Селиг, М.С. (1998). Новые аэродинамические профили для небольших горизонтальных ветрогенераторов. Журнал Солнечной Энергетики 120(2), 108-114.
  12. Кишоре, Р.А., Кудрон, Т. и Прия, С. (2013). Маломасштабная переносная ветроэнергетическая турбина (МПВЭТ). Журнал ветроинженерии и промышленной аэродинамики 116, 21-31.
  13. Тамаро, С., Кампаньоло, Ф. и Боттассо, К.Л. (2024). О мощности и управлении неправильно выстроенным ротором: за пределами косинусного закона. Наука ветровой энергии 9, 1547-1575.
  14. Ричмонд-Наварро, Г., Утида, Т. и Кальдерон-Муньос, В.Р. (2022). Производительность ветрогенератора в условиях турбулентного потока. Ветроэнергетика 46, 518-528.
  15. Мертенс, С. (2006). Ветряная энергия в застроенной среде: концентраторные эффекты зданий. Докторская диссертация, TU Delft (по Mertens, 2003, Wind Engineering 27(6)).
  16. Энциклопедия (2009). Заключительный отчет о испытаниях ветра в Уорике.
  17. Тихоокеанская северо-западная национальная лаборатория (2025, 2026). Отчеты о рынке распределенной ветровой энергии и обновления технологических данных.
  18. Министерство энергетики США и NREL (2025). Эталонные затраты на солнечные фотоэлектрические системы, 1 квартал 2025 года: коммерческая крыша $1.95 to $1,98 за Вт.
  19. Лазард (июнь 2026). Уровненная стоимость энергии+, версия 19.
  20. Управление энергетической информации США (2025). Средняя цена электроэнергии по секторам, 2024; Евростат, Статистика цен на электроэнергию.
  21. Лосс С.Р., Уилл Т. и Марра П.П. (2013). Оценки смертности от столкновений с птицами на ветроэнергетических установках в Соединенных Штатах Америки. Биологическое сохранение 168, 201-209.
  22. Лосс, С.Р., Уилл, Т., Лосс, С.С. и Марра, П.П. (2014). Птицефабрики в США. Кондор 116(1), 8-23.
  23. Грант, А., Джонстон, К. и Келли, Н. (2008). Преобразование энергии ветра в городах: потенциал турбин с каналами. Возобновляемые источники энергии 33(6), 1157-1163. Связанная с этим идея, которую мы также будем тестировать: воздуховоды через парапет, приводимые в движение разницей давления между фасадом и крышей.