Baadhi ya lugha kwenye tovuti hii inaweza kuwa mashine-kutafsiri na inaweza kuwa na makosa. Kusaidia kuboresha Soma Kiingereza awali
Offshore turbines upepo amesimama katika violet na njano sunset anga, jua juu ya uso wa dunia juu ya bahari bluu giza.
Green Initiative · Utafiti wazi

Fan ukuta

Sisi kuweka nje ya kushughulikia jengo katika mashabiki kompyuta kwamba kufanya umeme kutokana na upepo. Fizikia alisema hapana kwa toleo hilo. Ni pia alionyesha moja bora. Hapa ni hisabati yote, nini ni kuthibitishwa, nini si, na nini ingechukua kujua.

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

Kila turbine upepo umeona inafuata mantiki sawa: rotor moja kubwa iwezekanavyo, kama juu iwezekanavyo. Inafanya kazi kwa ubora, na inahitaji cranes, ardhi wazi na miaka ya leseni. Swali letu ni kinyume chake. Je, rotor ndogo nyingi, kujengwa katika maeneo ambapo miji tayari ni, kufanya umeme kwa bei ambayo ina maana? Wazo la Fan Wall lilipendekezwa kwa mara ya kwanza ndani ya Local Solar System Foundation mwaka 2020; ukurasa huu ni mfano wake wa wazi, uliosasishwa.

Ukurasa huu umeandikwa kwa watu ambao wanaweza fedha, kujenga au kujaribu wazo. Ni kwa makusudi si brosha mauzo. Sisi kukimbia idadi kwa ajili ya kubuni yetu ya kwanza, kupatikana ambapo haifanyi kazi, redesigned ni, na kukimbia idadi tena. toleo fupi: ukuta wa mashabiki kompyuta juu ya facade haiwezi kufanya kazi, taji ya rotors ducted kubwa juu ya paa windy kikomo unaweza kufanya umeme halisi, na si kushinda paneli jua juu ya bei isipokuwa mambo kadhaa tunaweza mtihani kugeuka nje vizuri. Kila takwimu chini inakuja kutoka mfano wetu wazi (code, data).

2.2%ya kasi ya upepo, katika wengi, inaweza kupita kupitia mashabiki kuwekwa ghorofa juu ya facade imefungwa: hewa ina mahali pa kwenda
159 kWhkwa m² kwa mwaka kutoka taji kuboresha katika windy 6.5 m / s tovuti (katikati; mbalimbali 43-509)
225 kWhkwa m² kwa mwaka kutoka paa paneli jua juu ya jengo hilo (katikati)
$0.84kwa kWh kwa ajili ya taji kuboresha, kesi kuu, tovuti windy (maeneo $0.14 to $6.30); paa jua: $ 0.19

Toleo 1, na kwa nini haifanyi kazi

Wazo la kwanza lilikuwa jengo facade, 40 m ndefu na sakafu 15 ya juu, iliyomo katika mashabiki kuhusu 110,000 wa 120 mm, kila kukicha nyuma hivyo injini yake inakuwa jenereta. Ni picha nzuri. Inashindwa kwa sababu tatu, kulingana na umuhimu wake.

mbele elevation ya toleo 1 Fan Wall, 40 mita ndefu na 15 sakafu ya juu, iliyomo katika modules ya mashabiki ndogo, na mtu na basi kwa viwango.
Version 1: 1,800 m² of facade covered in 120 mm fans. Local Solar System Foundation dhana ya kuchora.

**1. Hewa haiwezi kupita kupitia ukuta uliofungwa. ** turbine inachukua nishati kutoka hewa ambayo hupita kupitia yake. Katika hali ya hewa ya joto, upepo hupungua na kuelekea upande wa chini (kutoka kaskazini) au upande wa juu (kutoka kusini). Hata kama kila fan alikuwa na 30 cm pengo nyuma yake, wazi katika pande na juu, uendelevu mipango ya kikomo ngumu: hewa yote kuingia m² 1,800 wa mashabiki wangekuwa na kuondoka kupitia kuhusu m² 39 ya pengo, hivyo inaweza kupita mashabiki katika si zaidi ya 2.2% ya kasi ya upepo. Nguvu inakwenda na cube ya kasi, hivyo ukuta ingekuwa kuweka vizuri chini ya 0.01% ya nini mashabiki huo ungefanya kusimama bure. Vipimo nyuma ya kweli hewani cladding kukubaliana: 0.2 hadi 0.6 m / s ya upepo wa hewa cavity katika upepo wa hadi 5 m / s (Salonvaara et al., 2007). Kubadilisha mfano 3D juu ya toleo 1 kuona: streaks upepo kuacha kwenye ukuta na slide mbali.

Sehemu kwa kujenga: upepo stagnates juu ya facade kufungwa na inashuka kwenda juu ya ukuta pembe, ambapo taji ya moduli anaketi.
Ambapo hewa inaweza kwenda. Mfano wa dhana ya kuchorwa, mfano toleo 2.

**2. Mapande madogo ya kazi vibaya. ** 120 mm fan Blade ina kamba ya kuhusu 2 cm. Upande wa anga, upepo unaozunguka ndege huenda kwa kasi ya Reynolds karibu 10,000, hali ambayo mabawa hupoteza asilimia kubwa ya urefu wa kuruka na kuvuta: ndege nyepesi huboresha “zaidi ya kiwango cha ukubwa” juu ya idadi muhimu ya Reynolds ya takriban 70,000 (Mji ulianzishwa 1983.). Kipimo sentimita-ukubwa turbines kufikia nguvu coefficients karibu 9% (Howey, Bansal and Holmes, 2011); 10 cm kompyuta-fan rotor kutumika kama turbine alitoa 28 mW katika 5 m / s, kuhusu 4% ya nguvu upepo juu yake kwa hesabu yetu (Federspiel and Chen, 2003). Wapenzi wa kompyuta ni muundo wa kusukuma hewa, si kwa ajili ya kushinikiza na hiyo.

Sita mraba nyeusi 80 mm kompyuta mashabiki na cables yao na waya mkono askari, juu ya background nyeupe.
Standard 80 mm mashabiki kompyuta. Version 1 imagined about 110,000 of their slightly larger 120 mm cousins on one facade. Photo: cappie2000 (public domain)

**3. Maelfu ya jenereta ndogo kupoteza nini kidogo wao kufanya. ** Fan motor kutoa sehemu ya watt katika volts chache inaweza kupoteza 10 hadi 40% katika diode rectifier peke yake. Makadirio yetu ya kati kwa ajili ya mnyororo mzima kutoka fan gridi ni 54%.

Hata kudharau sababu ya kwanza kabisa (free-kusimama ukuta wa mashabiki), toleo 1 ingegharimu kuhusu $4.20 per kWh on a windy coast and $18 katika mji, ishirini hadi mara mia ya bei ya paa jua.

Fizikia kwamba huweka mipaka

Nguvu inayobebwa na upepo kupitia eneo A ni P = ½ ρ A v³, na mnene wa hewa ρ = 1.225 kg/m³. The cube is everything: at 6 m/s a square metre carries 132 W, at 12 m/s 1,058 W. Kwa wastani zaidi ya mwaka, paa la mji na upepo wa wastani wa 4m/s hutoa takriban 75 W kwa m²; pwani iliyo wazi katika 6.5 m/s kuhusu 321 W kwa m².

Betz kikomo. Hakuna wazi rotor inaweza kukusanya zaidi ya 16/27 ≈ 59.3% ya nguvu inayotiririka kupitia eneo lake, kwa sababu hewa lazima kuendelea kusonga nje ya njia.

Ni nini rotor ya pili inaweza kuongeza. Rotors mbili katika mfululizo (kama hatua ya injini jet) wanaweza kufikia zaidi 16/25 = 64% ya nguvu kupitia eneo moja rotor, na infinitely wengi tu 2/3 ([Newman, 1986](https://doi.org/10.1016/0167-6105(86) 90023-1)). Injini ya mvuke hukusanya hatua kwa sababu inasukuma hewa kupitia kiini kilichofungwa na tofauti kubwa ya shinikizo kutokana na kuteketeza mafuta. Upepo wa bure hutoa hakuna shinikizo kama hilo: kila hatua ya ziada inapunguza kasi ya hewa zaidi, na hewa polepole hutoka karibu na kifaa. Matokeo ya kupima upepo wa kuzunguka-kuzunguka hutofautiana kutoka 0 hadi 60%, lakini majaribio yaliyodhibitiwa vizuri hivi karibuni yanakusanya 2 hadi 10% (Adema et al., 2026 tathmini).

Ni nini stator vanes unaweza kuongeza. rotor anaondoka hewa swirling, na swirl ni kupotea nishati. Kwa kiwango cha chini cha kasi ya kasi ya rotor ndogo hasara ni kubwa: rotor bora ya Glauert inafikia 0.42 kwa kiwango cha kasi ya 1, 0.51 katika 2 na 0.57 katika 5. Kutokana na ukubwa wa kiini cha atomu, sehemu ya elektroni inaweza kuhamia upande mwingine. Hakuna mtu amepima hii juu ya turbine upepo; juu ya ndege propeller vanes kama alitoa 2 hadi 5% (Li et al., 2017).

Ni nini mkondo unaweza kuongeza. Mkondo na brim gorofa (“lensi upepo” ya Chuo Kikuu cha Kyushu) hupunguza shinikizo nyuma ya rotor na drawings hewa zaidi kupitia yake. Katika majaribio ya upepo-tunnel compact brimmed diffuser aliongeza nguvu coefficient kutoka 0.37 kwa rotor tupu kati ya 0.7 na 0.88, kuhusiana na eneo la rotor, lakini tu 0.48 hadi 0.54 kuhusiana na brim nzima (Ohya na Karasudani, 2010). Hiyo ni kukamata: kwa mita ya mraba ya * mbele * eneo, ducts kamwe wameshinda Betz kikomo, “katika vitendo nguvu kuongeza vigezo juu ya 3 hawajawahi kufikiwa”, na ducted turbines kuwa na “zaidi ya miaka 50. Hata hivyo, hakuna mafanikio ya kibiashara.”wa Bussel, 2007). Jaribio la hivi karibuni ghali zaidi, FloDesign/Ogin, liliondoa turbines yake ndani ya miezi sita na ilimalizika katika 2017 (Gipe, 2017).

Miguu mitatu ya nyuma ina mkia mweupe, na kila mguu una umbo la kidole cha mkono wa kulia.
Upepo-lensi turbines katika Ito chuo kikuu cha Kyushu, Japan: kila rotor hugeuka ndani ya pete na brim sawa, wazo yetu moduli's mkondo mikopo. Photo: Hot cake syrup, CC BY-SA 3.0

Ukubwa mambo kwa sababu ya Reynolds idadi. Sisi mahesabu bora inawezekana rotor katika kila ukubwa na kipande cha kichwa-kiungo momentum mfano (Glauert ya optimum na mzunguko wake, tip na hub hasara, na lifti-kwa-kuvuta uwiano kwamba hutokea na Reynolds idadi, kutoka kupima chini-Reynolds airfoils kama vile Selig SG6043):

Rotor kipenyoBlades, kipimo tip-speedReynolds idadi (75% radius)Bora kubuni Cp
4 cm8, 1.254,5000.23
12 cm (kipenzi kompyuta)8, 1.512,0000.29
25 cm8, 2.020,0000.36
50 cm (kuboresha moduli)6 hadi 7, 2.543,0000.39 hadi 0.40
1 m6, 3.074,0000.42
7 m (kidogo turbine)8, 4.5265,0000.49

Hii ni kwa sababu ya upungufu wa viungo vya mwili, hasa katika sehemu za juu. Kama kuangalia, lengo-kuundwa 39 cm portable turbine kupima 0.32, ambapo mfano wetu hutoa kuhusu 0.39 kwa ukubwa huo (Kishore, Coudron na Priya, 2013): sisi kwa hiyo kudhani kwanza vifaa inafikia 65 hadi 90% ya thamani ya kubuni, na mbali kidogo kwa rotor sentimita, ambapo laminar kutengana utawala.

Mfano wa turbini ya upepo yenye ncha tatu kwenye mnara mwembamba katika tunnel ya upepo, mbele ya gridi kubwa ya flaps za chuma zinazoendeshwa na injini.
Mfano wa turbine ya upepo katika tunnel ya upepo katika Chuo Kikuu cha Oldenburg, Ujerumani, mbele ya gridi ya shughuli ya flaps inayoendeshwa na motor ambayo huchanganya hewa katika mtikisiko uliodhibitiwa. Awamu ya 1 ya ramani yetu ni mtihani wa aina hii. Photo: Schottler, Reinke, Hölling, Whale, Peinke and Hölling, CC BY 3.0

Upepo mwelekeo. fixed moduli tu hutumia sehemu ya upepo blowing ndani yake. Nguvu hupungua kwa kiasi kidogo na kijiko cha angle ya misalignment kwa rotor wazi na kwa upole zaidi kwa njia za hewa (Tamaro et al., 2024; Richmond-Navarro et al., 2022). Kwa upepo wa wastani unaotawala, moduli inayokabiliwa nayo inahifadhi takriban 47% ya nishati ambayo rotor iliyopangwa daima ingepata. Version 1 assumed 100%.

kubuni kuboresha: taji juu ya ukuta upande wa upepo

Kuchukua kila kitu juu na kubuni karibu anaandika mwenyewe: rotors kubwa ambapo idadi Reynolds ni kind, katika mabomba ambayo kulinda na kuharakisha yao, amesimama bure ambapo hewa inaweza kupita, kukabiliana na upepo unaotawala katika mahali kwenye jengo ambapo mtiririko ni nguvu. Eneo hili ni sehemu ya Bonde la Ufa. Air kwamba hits facade inashuka na hugeuka juu ya kikomo; juu ya ukuta upwind kikomo upepo ni 1.06 kwa 1.25 mara kasi katika urefu wa paa, lakini tu 0.38 mara wakati kwamba kikomo ni downwind (Mertens, 2006).

Kila moduli ni 725 mm mraba: 0.5 m rotor saba-blade katika compact upepo-lensi ducting, tano stator vanes kwamba kurejesha baadhi swirl na kubeba 50 hadi 300 W jenereta, stainless guard mtandao na moja imefungwa nguvu bodi na kiwango cha juu ya nguvu-point kufuatilia. Two rows make a 1.45 m tall crown on steel rails above the parapet. Mtu mmoja anaweza kunyanyua moduli nje na swap ni.

Sehemu kwa njia ya kuboresha moduli: ulinzi wa waya, rotor saba-blade, mkondo na brim gorofa, stator vanes na jenereta pod, na vipimo.
moduli kuboresha. Mfano wa dhana ya kuchorwa, mfano toleo 2.

Mabaki ya mifupa hayakupatikana. Mfano wao wa kubuni kwa idadi ya Reynolds wataona, kuhusu 45,000 katika 6 m / s: kamba 62 mm karibu na mizizi kupungua hadi 36 mm kwenye ncha, twist kutoka 38 ° hadi 10 °, muundo tip-speed uwiano wa 2.5. Katika 6 m / s rotor huzunguka kwa takriban 700 rpm; vidole vyake kusonga kwa takriban 30 m / s katika upepo wa 10 m / s, chini ya nusu ya 79 m / s ya vidole vya turbine kubwa.

Blade planform na meza ya kamba, twist, idadi Reynolds na lifti-kuvuta uwiano katika mionzi saba.
Mfano wa kiini cha atomu ni elektroni na protoni katika mfumo radidia.

idadi ya kweli

Kwa kila mita ya mraba ya eneo la mbele ni njia ya haki ya kulinganisha: facade, taji paa na kizuizi barabarani wote kushindana kwa jambo hilo hilo, uso kukabiliana na upepo. Maadili ya kati, na upana kamili wa pessimistic-to-optimistic katika data mfano. Nishati ni pamoja na mwelekeo wa upepo, msuguano (5 hadi 15% ya hasara) na upatikanaji (92 hadi 97%). Gharama ya nishati: miaka 20 kwa kiwango cha punguzo halisi ya 7%, matengenezo 2-5% ya uwekezaji kwa mwaka.

UchorajiCP juu ya eneo la mbelekWh kwa m² kwa mwaka, tovuti windy / mjiUwezo sababu, windy / mjiImewekwa gharama kwa m²Gharama kwa kWh, windy / mjiRahisi malipo katika $ 0.19 / kWh
A. Toleo 1, hisa mashabiki 120 mm (huru-kusimama)0.04523 / 55.2% / 1.2%$765$4.21 / $18.0kamwe
A2. Custom 120 mm rotor0.08945 / 115.2% / 1.2%$805$2.23 / $9.45kamwe
B0. 0.5 m kufungua rotor, taji0.148125 / 349.3% / 2.5%$1,192$1.19 / $4.37kamwe
B. Kuboresha: 0.5 m ducted, stator, taji0.164159 / 4310.7% / 2.9%$1,074$0.84 / $3.10kamwe (mfano bora: 4.5 miaka windy)
B2. Kama B pamoja na rotor dhidi ya kuzunguka0.174168 / 4610.7% / 2.9%$1,245$0.92 / $3.40kamwe
B3. B kama kizuizi huru-kusimama0.164128 / 328.6% / 2.2%$944$0.92 / $3.66kamwe
Rooftop jua, jengo hilo22512%$410$0.19miaka 10.6
Solar juu ya kusini facade1397.6%$630$0.47miaka 31
10 kW turbine, 7 m rotor juu ya 18 hadi 30 m mast0.35 juu ya rotor31,600 / 10,300 kWh kwa turbine36% / 12%$8,910 kwa kW$0.35 / $1.0827 miaka windy

Nini meza inasema:

  • Duct anapata nafasi yake, tu. Kwa kila m² mbele, ducted modules (B) kushinda rotor sawa katika wazi (B0) kwa kuhusu 10-30%, hasa kwa sababu wao kuvumilia mwelekeo upepo bora. Pia hutoa ulinzi, tip ya utulivu na mahali kwa ajili ya stator.
  • Rotor ya pili haitoi. Inaongeza kuhusu 6% nishati kwa gharama zaidi ya 16%. Umeme wa upepo ni aina ya nishati inayotokana na nguvu ya upepo, siyo nguvu ya mvuke.
  • Tu moduli windward kulipa. Crown yote ya paa anapata tu 55% kwa moduli ikilinganishwa na upande windward pekee, kwa sababu pande nyingine uso mbali kutoka upepo kutawala wakati mwingi. Juu ya kumbukumbu yetu jengo (40 × 20 m, 45 m mrefu) taji busara ni upande windward tu: 60 m², kuhusu $ 64,000, kuhusu 9,500 kWh kwa mwaka juu ya tovuti windy, 2,600 katika mji. Fedha hiyo katika paa jua kununua kuhusu 155 m² ya paneli kufanya kuhusu 35,000 kWh kwa mwaka.
  • Katika miji haiwezi kushindana. Upepo wa chini ya jengo una rekodi mbaya: turbines 26 katika Warwick Wind Trials wastani wa 0.85% uwezo sababu (Encraft, 2009), na turbines tatu kwenye London Strata mnara zilizimwa baada ya malalamiko ya kelele na msuguano.

Kwa ukubwa, meli ndogo za upepo wa Marekani zilikadiriwa kuwa na uwezo wa asilimia 14 hadi 16 na $6,680 to $9,630 kwa kila kilowati iliyowekwa mwaka 2024 na 2025 (PNNL Distributed Wind reports). Nchi yetu taji katika kuhusu $ 6,300 kwa kila kW alikadiriwa, katika upana huo, ambayo ni ishara ya makadirio ya gharama si fantasia.

Mto wa Kilombero unapatikana katika kaunti ya Bungoma, katikati ya Kenya upande wa mashariki wa Bonde la Ufa.
Mto Wami ni korongo linalopatikana katika kaunti ya Lamu, magharibi mwa Kenya (eneo la Bonde la Ufa la Afrika Mashariki). Mawe ya aina hii ni madogo sana na hupatikana katika sehemu za juu za barafuto. Photo: Paul Gipe, CC BY-SA 4.0

Nini ni kuthibitishwa, plausible na speculative

Proven (kijitabu au kupima): nguvu katika upepo na Betz kikomo; 16/25 dari kwa rotor mbili; kwamba ducts kuongeza nguvu kwa eneo la rotor lakini si zaidi ya kuhusu Betz kwa eneo la mbele; kwamba vipande vidogo katika Reynolds idadi chini ya takriban 70,000 kupoteza ufanisi; kwamba kuta iliyofungwa haina kupitia-mtiririko; kwamba paa pembe kasi upwind mtiririko; kwamba jengo-mounted turbines micro katika miji wamefanya vibaya.

Plausible (kuunga mkono, lakini si kupima kwa ajili ya kubuni hii): 0.5 m rotor iliyoundwa kwa Reynolds 45,000 kufikia nguvu coefficient karibu 0.3 tupu na 0.55 juu ya eneo rotor katika compact brimmed mfereji; 75% ufanisi mlolongo kutoka rotor gridi na jenereta 50-300 W na moduli-kiwango MPPT; imewekwa gharama karibu $ 1,000 kwa m² kwa ajili ya mradi wa kwanza.

Speculative (inapaswa kupimwa): jinsi kiasi gani ducts packed upande kwa upande kupoteza kwa kila mmoja (tunadhani 10 hadi 30%); kasi halisi-up na mtikisiko katika taji juu ya jengo fulani; udumu wa maelfu ya bearings zaidi ya miaka 20 ya gusts, barafu na vumbi; kelele na msuguano kusambazwa ndani ya jengo; mawasiliano ya wanyamapori na ducts meshed (turbines kubwa kuuawa takriban 140,000 hadi 328,000 ndege mwaka nchini Marekani (Kupotea, Will na Marra, 2013); majengo ya kioo kuuawa 365 hadi milioni 988 (Kupotea et al., 2014); hakuna mtu ana data kwa ajili ya meshed paa-ukingo modules).

Milango mitatu ya mviringo katika juu ya mnara wa kioo cha giza, kila mmoja ukishikilia rotor ya turbine ya upepo, dhidi ya anga la bluu.
Mradi wa umeme wa upepo ulijengwa katika mnara wa Strata SE1, London, mwaka 2012. Photo: Cmglee, CC BY-SA 3.0

Nini itakuwa na kuwa kweli

Kwa taji juu ya windy 6.5 m / s tovuti, gharama ya umeme inategemea mambo mawili tunaweza kufanya kazi juu ya: jinsi nguvu kiasi gani kila mita za mraba ya eneo la mbele hutoa, na nini gharama imewekwa.

CP juu ya eneo la mbele$300 kwa m²$500 kwa m²$800 kwa m²$1,100 kwa m²
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

Ambapo inaweza kushinda, na ambapo haiwezi

Inaweza kushinda:

  • Windy majengo ya juu na maeneo ya pwani, kama kiboreshaji kwa jua: upepo katika paa pembe mawe usiku, katika majira ya baridi na dhoruba, wakati paneli za jua kuzalisha kidogo.
  • Awamu tayari kamili au shaded. Crown hutumia ncha, si eneo paa, na haiwezi kushindana na bodi, kupanda au terraces.
  • Off-grid nguvu ambapo cables ni ghali: sensorer, taa, vifaa vya mawasiliano ya simu, vituo vya hali ya hewa juu ya madaraja, masts na miundo pwani.
  • Vizuio vilivyopo: barabara kuu na vikwazo vya kelele za reli, kuta za bahari na parapets za daraja, ambapo muundo unalipwa.
  • Uwazi na elimu. taji kwamba hugeuka ni kauli ya umma paneli jua si; shule, makumbusho na majengo landmark thamani hiyo.
Zaidi ya kumi ndogo nyeupe turbines upepo juu ya masts fupi crowded pamoja na paa sawa juu ya alama duka, na miti nyuma.
Zaidi ya kumi na mbili ndogo turbines juu ya paa mbili katika Morro Bay, California, mwaka 2011. Kuweka rotor juu ya paa ni rahisi; kuwafanya kulipa ni sehemu ngumu, kama Warwick Upepo Trials ilionyesha. Photo: Paul Gipe, CC BY-SA 4.0

Inawezekana kushinda:

  • Kama chanzo cha bei nafuu ya umeme bulk. kubwa upepo na jua mashamba gharama $0.04 to $0.10 kwa kWh; hakuna kitu juu ya jengo inakuja karibu.
  • Katika mitaa ya mji iliyohifadhiwa na vijijini vya chini, ambapo upepo wa wastani ni chini ya 4 hadi 5 m / s katika urefu wa paa.
  • Flat juu ya facade. Hata hivyo rotor ni iliyoundwa, imefungwa ukuta haina kupitia-mtiririko.

Mpango wa maendeleo na nini itakuwa gharama

AwamuKaziUamuzi inaruhusuMakadirio ya gharamaMuda
0. kubuni utafitiBlade na bomba kubuni, CFD ya moduli moja na 3 × 3 array, umeme topology, gharama mfano na mtengenezajiJe, Cp juu ya eneo la mbele juu ya 0.2 inawezekana katika safu?$30k to $60k3 hadi miezi 4
1. Upepo tunnelTatu rotor, tatu ducts, stator juu na mbali, kisha 3 × 3 array; 3 hadi 15 m / s, yaw 0 hadi 45 °Kipimo CP, hasara array, kasi ya kuanza-up, kelele$60k to $120k4 hadi miezi 6
2. Prototype modulijenereta, bodi ya nguvu, moduli muhuri; uvumilivu, barafu, mvua na vipimo acoustic (IEC 61400-11 njia)Module ufanisi na udumu$50k to $100kmiezi 6
3. Rooftop mtihani10 hadi 20 modules juu ya upande wa kuelekea upepo, anemometers ultrasonic au lidar, mwaka wa data, kamera wanyamaporihalisi kWh kwa m², upatikanaji, kelele katika jengo$80k to $150kmiezi 12
4. Njia ya bidhaaUhandisi wa muundo na facade, IEC 61400-2 msingi wa kubuni, UK MCS 006 au Marekani ACP 101-1 vyeti, umeme na moto kufuata, bimabidhaa mmiliki wa jengo anaweza kununua$100k to $250k12 hadi miezi 18

Awamu 0 hadi 3 haja takriban $220,000 to $430,000 na miaka miwili. Kila awamu ina pointi ya kuacha wazi: kama upepo tunnel haionyeshi Cp mbele karibu 0.2 katika safu, sisi kusimama huko na kuchapisha kwa nini.

Ambao tunahitaji

  • Aerodynamicist na chini-Reynolds na ducted-rotor uzoefu, kubuni na tathmini ya vipande vya, mkondo na stator.
  • A chuo kikuu au biashara upepo tunnel, na mhandisi CFD mipango ya vipimo na mfano array mwingiliano.
  • Power-electronics mhandisi kwa jenereta ndogo kudumu-msuguano, kazi ya kurekebisha, MPPT na DC ukusanyaji kutoka modules wengi.
  • Ujenzi na facade mhandisi kwa mizigo upepo juu ya taji (EN 1991-1-4 / ASCE 7), fixings, barafu na uchovu.
  • Acoustician kwa kelele tone na msuguano kutumwa katika jengo.
  • Uchumi wa mji upepo wataalamu kupima na mfano wa upepo katika mgombea kuta pembe kabla ya kitu chochote ni kujengwa.
  • Uthibitisho na utekelezaji: viwango vya upepo ndogo (IEC 61400-2, -11, -12-1), umeme na moto kanuni, na bima nia ya kushughulikia mtihani.
  • Ecologist kubuni ndege na popo ufuatiliaji.
  • Utengenezaji mwenzi katika sindano molding au rotomoulding kwa bei vipande na ducts katika kiasi.

wazo bora ni kuwakaribisha

Fan Wall ni moja ya jibu kwa swali la upana: jinsi gani maeneo ambayo watu tayari wanaishi kufanya, kuhifadhi au kuokoa nishati safi zaidi kuliko wao kufanya leo? Kama idadi juu ya ukurasa huu kushawishi wewe kwamba mbinu tofauti ingekuwa kufanya bora, tunataka kusikia. Bafuni jua ambayo pia hufanya joto, kuhifadhi joto, nguvu iliyopatikana kutoka maji ya maji, maji taka joto au smarter wakati wa mahitaji inaweza kushinda taji upepo juu ya majengo mengi. wazo radar inalinganisha yao, na kila moja ina makala yake mwenyewe iliyoandikwa kwa uaminifu huo sisi kuomba hapa.

Baadhi ya wanachama wa Foundation wanaweza kuwa na mawasiliano ambayo inaweza kusikia pitch. Kuwekwa, wazo inahitaji kazi, maisha halisi mfano kwamba kweli huzalisha nguvu, na pato lake kupimwa juu ya chombo, si kudai; hiyo ni hasa kwa nini ukurasa huu unamalizika katika tunnel upepo na rooftop pilot badala ya mchoro. Mawazo ya karatasi ni kuwakaribisha pia: kama fizikia na idadi ni imara, tunaweza kuchapisha yao hapa kwenye tovuti. Lakini kukusanya mtaji bila mfano wa kazi ni vigumu sana, na hakuna hapa ni ahadi ya fedha, kurudi au maelezo. kiwango ni moja ukurasa huu inajaribu kukutana: kuonyesha idadi, kusema nini ingekuwa kuthibitisha wewe upotovu, na kupendekeza mtihani cheapest.

Nyeupe ultrasonic anemometer na jozi tatu ya silaha sensor juu ya mti juu ya heather moorland, na upepo vane na vyombo vingine juu yake.
Ultrasound anemometer katika Whim Moss, Scotland. Inapima kasi ya upepo na mwelekeo kwa kupiga sauti na haina sehemu zinazosonga. Mtu anayeendesha gari la paa angerekodi upepo kwenye mti wa ufalme kwa kutumia vifaa kama hivi. Photo: M J Richardson, CC BY-SA 2.0

Jinsi unavyoweza kusaidia

  • Let uzoefu wako. Kama wewe kazi katika yoyote ya mashamba hapo juu, kutoa kazi. Hata saa moja kuangalia upya mfano wetu ni muhimu.
  • Kutoa paa windy. jengo la juu kwenye pwani, mlima au wazi tambarare na usalama wa upatikanaji dari inaweza mwenyeji wa mtihani. Tuambie ni wapi na njia gani upepo kawaida inapiga.
  • Share data upepo. Mwaka wa vipimo upepo kutoka paa, daraja au pwani mast inatusaidia kuchagua tovuti ya majaribio.
  • Tazama hisabati yetu. mfano ni wazi. Kama wewe kupata kosa, tujulishe: sisi ingekuwa badala ya kuwa sahihi sasa kuliko baada ya majaribio.
  • Kupendekeza wazo bora. Kutuma kupitia changia fomu na tatizo inatatua, fizikia kuangalia, gharama kavu kwa kila kWh na mtihani rahisi kwamba inaweza kuthibitisha ni kosa.

Chanzo

  1. Watakatifu wa Agano la Kale Orodha ya Watakatifu Wakristo Orodha ya Watakatifu Wafransisko (2007). Air cavities nyuma claddings: nini tumejifunza? Majengo X Mkutano.
  2. Mfano: P.B.S. (1983). Low-Reynolds-number airfoils. Annual Review of Fluid Mechanics 15, 223-239.
  3. Watakatifu wa Agano la Kale Orodha ya Watakatifu Wakristo Orodha ya Watakatifu Wafransisko Howey, D.A., Bansal, A. and Holmes, A.S. (2011). Kubuni na utendaji wa sentimita-ukubwa shrouded turbine upepo kwa ajili ya mavuno ya nishati. Vifaa na Miundo ya Smart 20, 085021.
  4. Mfano wa shughuli ni c. na Chen, J. (2003). Umeme wa jua unaoweza kutumika. Proceedings of IEEE Sensors 2003, 22-25.
  5. Mfano: B.G. (1986). Kuna aina nyingi za turbini ya upepo. [Journal ya Umeme Uhandisi na Aerodynamics Viwanda 24, 215-225](https://doi.org/10.1016/0167-6105(86) 90023-1).
  6. Alimfuata Papa Inosenti III. (2026). Wind Energy Science 11, 2037-2051, ikiwa ni pamoja na tathmini ya kuhesabu faida mbili-rotor.
  7. Kwa mfano, Kiswahili kina konsonanti za K, Q, W, na Z. (2017). Utafiti wa kisayansi na utengenezaji wa vifaa vya kudhibiti umeme kwa ajili ya matumizi ya nyumbani. AIAA 2017-3571.
  8. Orodha ya mito ya kaunti ya Kakamega, Kenya (2010). Umeme wa upepo ni aina ya nishati inayozalishwa kwa kutumia nguvu ya upepo. Energies 3(4), 634-649.
  9. Mfano: J.W. (2007). Utafiti wa kisayansi unahusisha masomo ya ubongo, nadharia za ubongo na utafiti wa mawasiliano. Journal of Physics: Conference Series 75, 012010.
  10. Kwa mfano, P. (2017). Kiwi pensheni mfuko kupoteza $ 50 milioni katika Ogin ducted turbine fiasco.
  11. Mfano: mzee, mzee, mzee. (1998). Airfoils mpya kwa turbines ndogo ya upepo wa usawa. Journal of Solar Energy Engineering 120(2), 108-114.
  12. Kishore, R.A., Coudron, T. na Priya, S. (2013). Umeme wa upepo ni aina ya nishati inayotokana na upepo (upepo). Gazeti la Umeme Uhandisi na Aerodynamics Viwanda 116, 21-31.
  13. Watakatifu wa Agano la Kale Orodha ya Watakatifu Wakristo Orodha ya Watakatifu Wafransisko (2024). Kutokana na nguvu na udhibiti wa rotor misaligned: zaidi ya sheria cosine. Wind Energy Science 9, 1547-1575.
  14. Richmond-Navarro, G., Uchida, T. na Calderón-Muñoz, W.R. (2022). Utendaji wa turbine ya upepo uliofunikwa katika hali ya mtiririko wa turbulent. Wind Engineering 46, 518-528.
  15. Mfano: Mertens, S. (2006). Upepo nishati katika mazingira iliyojengwa: concentrator madhara ya majengo. Utafiti wa PhD, TU Delft (baada ya Mertens, 2003, Uhandisi wa Upepo 27(6)).
  16. Wabunge wa Tanzania Mengi (2009). Wakati wa mwisho wa utafiti wa Warwick.
  17. Pacific Northwest National Laboratory (2025, 2026). Distributed upepo ripoti za soko na teknolojia updates data.
  18. US Department of Energy and NREL (2025). Solar photovoltaic mfumo gharama vigezo, Q1 2025: biashara ya paa $1.95 to $1.98 kwa W.
  19. Lazard (June 2026). Levelized Gharama ya Nishati+, toleo 19.
  20. Usimamizi wa habari ya nishati ya Marekani (2025). Hadithi ya umeme kwa sekta, 2024; Eurostat, Umeme bei takwimu.
  21. Watakatifu wa Agano la Kale Orodha ya Watakatifu Wakristo Orodha ya Watakatifu Wafransisko (2013). Maambukizi ya virusi vya ukimwi hutokea kwa wingi katika maeneo ya pwani ya Marekani. Biological Conservation 168, 201-209.
  22. Watakatifu wa Agano la Kale Orodha ya Watakatifu Wakristo Orodha ya Watakatifu Wafransisko Loss, S.R., Will, T., Loss, S.S. and Marra, P.P. (2014). Mji mkuu wa jimbo ni Birdsboro. The Condor 116(1), 8-23.
  23. Watakatifu wa Agano la Kale Orodha ya Watakatifu Wakristo Orodha ya Watakatifu Wafransisko Grant, A., Johnstone, C. and Kelly, N. (2008). Ubadilishaji wa nishati ya upepo mjini: uwezo wa turbines ducted. Renewable Energy 33(6), 1157-1163. Wazo kuhusiana sisi pia mtihani: ducts kupitia parapet driven na tofauti shinikizo kati ya facade na paa .