Tường quạt
Chúng tôi đã cố gắng để che một tòa nhà bằng quạt máy tính tạo ra điện từ gió. Vật lý nói không với phiên bản đó. Nó cũng chỉ ra một cái tốt hơn. Đây là tất cả toán học, những gì được chứng minh, những gì không, và những gì cần phải tìm ra.
掬茶, via Wikimedia Commons (CC BY-SA 4.0)
Mỗi tua bin gió mà bạn đã thấy đều tuân theo cùng một logic: một rotor càng lớn càng tốt, càng cao càng tốt. Nó hoạt động rất tốt, và nó cần cần cẩu, đất mở và nhiều năm giấy phép. Câu hỏi của chúng ta là câu trả lời ngược lại. Liệu có nhiều rotor nhỏ, được xây dựng vào những nơi mà các thành phố đã có, tạo ra điện với một giá hợp lý? Ý tưởng Fan Wall lần đầu tiên được đề xuất trong Local Solar System Foundation vào năm 2020; trang này là mô hình mở, cập nhật của nó.
Trang này được viết cho những người có thể tài trợ, xây dựng hoặc thử nghiệm ý tưởng. Nó cố ý không phải là một tờ rơi bán hàng. Chúng tôi tính toán số liệu cho thiết kế đầu tiên, tìm ra điểm yếu, thiết kế lại và tính toán lại. Phiên bản ngắn gọn: một bức tường quạt máy tính trên một mặt tiền không thể hoạt động, một vương miện của các rotor ống lớn hơn trên một góc mái nhà gió có thể tạo ra điện thực sự, và nó sẽ không đánh bại tấm pin mặt trời về giá trừ khi một số thứ chúng tôi có thể kiểm tra thành công. Mỗi con số dưới đây đến từ mô hình mở của chúng tôi (code, data).
Phiên bản 1, và tại sao nó không hoạt động
Ý tưởng đầu tiên là một mặt tiền của tòa nhà, dài 40 m và cao 15 tầng, được bao phủ trong khoảng 110.000 quạt 120 mm, mỗi chiếc chạy ngược lại để động cơ của nó trở thành máy phát điện. Đó là một bức ảnh đẹp. Nó thất bại vì ba lý do, theo thứ tự tầm quan trọng.
**1. Không khí không thể đi qua một bức tường đóng. ** Một tua bin lấy năng lượng từ không khí chảy qua nó. Trên một mặt tiền cứng, gió dừng lại (các kỹ sư gọi là sự ứ đọng) và trượt lên, xuống và ngang. Ngay cả nếu mỗi quạt có một khoảng trống 30 cm phía sau nó, mở ở hai bên và trên cùng, sự liên tục đặt ra một giới hạn khó: tất cả không khí đi vào 1.800 m² của quạt sẽ phải rời khỏi khoảng cách khoảng 39 m², vì vậy nó có thể đi qua các quạt với không quá 2,2% tốc độ gió. Công suất đi cùng với lập phương tốc độ, vì vậy bức tường sẽ giữ được dưới 0.01% của những gì mà những chiếc quạt tương tự sẽ làm khi đứng tự do. Các phép đo đằng sau lớp phủ thông gió thực sự đồng ý: 0,2 đến 0,6 m / s của dòng không khí trong khoang trong gió lên đến 5 m / s (Salonvaara et al., 2007). Chuyển mô hình 3D ở trên sang phiên bản 1 để thấy nó: các dải gió dừng lại tại bức tường và trượt đi.
**2. Các cánh nhỏ hoạt động kém. ** Một cánh quạt 120 mm có một sợi dây dài khoảng 2 cm. Không khí xung quanh nó di chuyển ở một số Reynolds gần 10.000, một chế độ mà cánh mất hầu hết tỷ lệ nâng-đẩy của chúng: các cánh mềm cải thiện “hơn một bậc độ lớn” trên một số Reynolds tới hạn khoảng 70.000 (Hà Nội, 1983.). Các turbine đo được ở kích thước centimet đạt hệ số công suất khoảng 9% (Howey, Bansal và Holmes, 2011.); một rotor quạt máy tính 10 cm được sử dụng như một tua bin cung cấp 28 mW tại 5 m / s, khoảng 4% năng lượng gió qua nó theo tính toán của chúng tôi (Federspiel và Chen, 2003.). Quạt máy tính được thiết kế để đẩy không khí, chứ không phải bị nó đẩy.
**3. Hàng ngàn máy phát điện nhỏ bỏ đi những gì họ làm. ** Một động cơ quạt cung cấp một phần của một watt ở vài volt có thể mất 10 đến 40% trong một bộ điều chỉnh diode. Ước tính trung tâm của chúng tôi cho toàn bộ chuỗi từ quạt đến lưới điện là 54%.
Ngay cả khi bỏ qua hoàn toàn lý do đầu tiên (một bức tường quạt đứng độc lập), phiên bản 1 sẽ tốn khoảng $4.20 per kWh on a windy coast and $18 trong một thành phố, gấp hai mươi đến một trăm lần giá của năng lượng mặt trời trên mái nhà.
Vật lý đặt ra giới hạn
Công suất được mang bởi gió qua một diện tích A là P = ½ ρ A v³, với mật độ không khí ρ = 1.225 kg/m³. Khối lập phương là tất cả: ở 6 m/s một mét vuông mang theo 132 W, ở 12 m/s 1.058 W. Trung bình trong một năm, mái nhà của thành phố với gió trung bình 4 m / s cung cấp khoảng 75 W trên mỗi m²; một bờ biển nhạy cảm ở 6,5 m / s khoảng 321 W trên mỗi m².
Không giới hạn. Không có rotor mở nào có thể lấy được nhiều hơn 16/27 ≈ 59.3% của năng lượng chảy qua khu vực của nó, bởi vì không khí phải tiếp tục di chuyển ra khỏi con đường.
Cái mà một rotor thứ hai có thể thêm vào. Hai rotor trong chuỗi (như các giai đoạn của một động cơ phản lực) có thể đạt được tối đa 16/25 = 64% của năng lượng qua một khu vực rotor, và vô hạn nhiều chỉ 2/3 (Newman, 1986.). Một động cơ phản lực xếp các giai đoạn bởi vì nó đẩy không khí qua một lõi bị giới hạn với sự khác biệt áp suất lớn từ việc đốt nhiên liệu. Gió tự do không cung cấp áp lực như vậy: mỗi giai đoạn bổ sung làm chậm không khí hơn, và không khí chậm tràn xung quanh thiết bị. Lợi nhuận đo được của rotor gió chống quay dao động từ 0 đến 60%, nhưng các thử nghiệm gần đây kiểm soát tốt tập trung ở 2 đến 10% (Adema et al., 2026 review).
What stator vanes can add. Một rotor để không khí xoáy, và xoáy là năng lượng mất đi. Ở tỉ lệ tốc độ mũi tên thấp của rotor nhỏ, tổn thất là lớn: rotor Glauert lý tưởng đạt đến 0,42 ở tỷ lệ tốc độ mũi tên 1, 0,51 tại 2 và 0,57 tại 5. Các cánh quạt cố định phía sau rotor có thể phục hồi một phần của nó. Không ai đo được điều này trên một tua bin gió; trên cánh quạt máy bay như vậy cho 2 đến 5% (Li et al., 2017).
Một ống dẫn có thể làm gì. Một ống dẫn với một bề mặt phẳng (“thấu kính gió” của Đại học Kyushu) làm giảm áp suất phía sau rotor và hút nhiều không khí hơn qua nó. Trong các thử nghiệm đường hầm gió, một ống xả bờ nhỏ gọn đã nâng hệ số công suất từ 0.37 cho rotor trần đến khoảng 0.7 và 0.88, tương đối với diện tích rotor, nhưng chỉ là 0.48 đến 0.54 so với toàn bộ bờ (Ohya và Karasudani, 2010). Đó là vấn đề: trên mỗi mét vuông diện tích * mặt trước *, các ống chưa bao giờ vượt quá giới hạn Betz, “trong thực tế, các yếu tố tăng cường công suất trên 3 chưa bao giờ đạt được”, và các tuabin ống đã có “hơn 50 năm. Cho đến nay không có thành công thương mại nào” (van Bussel, 2007). Nỗ lực gần đây đắt nhất, FloDesign / Ogin, đã loại bỏ các tuabin của mình trong vòng sáu tháng và bị thanh lý vào năm 2017 (Gipe, 2017).
Kích thước quan trọng vì số Reynolds. Chúng tôi tính toán rotor tốt nhất có thể ở mỗi kích thước với một mô hình động lượng nguyên tố cánh (Glauert tối ưu với vòng quay sau, đầu và hub mất mát, và một tỉ lệ nâng-đẩy giảm với số Reynolds, từ đo được Reynolds thấp như SG6043 của Selig.):
| Đường kính rotor | Đầu lưỡi, tỉ lệ đầu-tốc độ | Số Reynolds (bán kính 75%) | Thiết kế tốt nhất |
|---|---|---|---|
| 4 cm | 8, 1.25 | 4,500 | 0.23 |
| 12 cm (đèn máy tính) | 8, 1.5 | 12,000 | 0.29 |
| 25 cm | 8, 2.0 | 20,000 | 0.36 |
| 50 cm (đơn vị cải tiến) | 6 đến 7, 2.5 | 43,000 | 0.39 to 0.40 |
| 1 m | 6, 3.0 | 74,000 | 0.42 |
| 7 m (tuyến nhỏ) | 8, 4.5 | 265,000 | 0.49 |
Đây là trần nhà cho những lưỡi dao được chế tạo đặc biệt, trước khi mất mát thực sự. Để kiểm tra, một tua bin di động 39 cm được thiết kế đặc biệt đo được 0,32, trong đó mô hình của chúng tôi cho khoảng 0,39 cho kích thước đó (Kishore, Coudron và Priya, 2013): do đó chúng tôi giả định phần cứng đầu tiên đạt đến 65 đến 90% giá trị thiết kế, và ít hơn nhiều đối với rotor centimet, nơi mà sự tách lớp thống trị.
Đường gió. Một mô-đun cố định chỉ sử dụng phần gió thổi vào nó. Công suất giảm gần như với lập phương của góc không đối xứng cho rotor mở và nhẹ nhàng hơn cho các ống dẫn (Tamaro et al., 2024; Richmond-Navarro et al., 2022). Với gió phổ biến trung bình, một mô-đun đối diện với nó giữ khoảng 47% năng lượng mà một rotor luôn được sắp xếp sẽ có. Phiên bản 1 giả định 100%.
Thiết kế cải tiến: một vương miện trên rìa mái nhà hướng gió
Lấy tất cả những gì ở trên và thiết kế gần như tự viết: rotor lớn hơn nơi số Reynolds là tốt, trong các kênh dẫn bảo vệ và tăng tốc chúng, đứng tự do nơi không khí có thể đi qua, đối mặt với gió phổ biến tại chỗ trên một tòa nhà nơi dòng chảy mạnh nhất. Đó là rìa mái nhà. Không khí đập vào mặt tiền tăng lên và quay qua rìa; trên một cạnh mái nhà hướng gió, tốc độ gió là 1.06 đến 1.25 lần tốc độ ở chiều cao mái nhà, nhưng chỉ 0.38 lần khi cạnh đó là gió xuống (Hà Nội, 2006.).
Mỗi mô-đun có kích thước 725 mm vuông: một rotor bảy cánh dài 0,5 m trong một ống kính gió nhỏ gọn, năm cánh quạt stator phục hồi một số xoáy và mang một máy phát điện 50 đến 300 W, một lưới bảo vệ không gỉ và một bảng điện khép kín với điểm theo dõi năng lượng tối đa. Hai hàng tạo thành một vương miện cao 1,45 m trên các đường ray thép trên parapet. Một người có thể nâng một mô-đun ra và trao đổi nó.
Đôi dao không được đoán trước. Mô hình thiết kế chúng cho số Reynolds mà họ thực sự sẽ thấy, khoảng 45.000 tại 6 m / s: dây 62 mm gần gốc hẹp đến 36 mm ở đầu, xoắn từ 38 ° đến 10 °, tỷ lệ thiết kế đầu-tốc độ là 2,5. Ở tốc độ 6 m/s, rotor quay với khoảng 700 vòng/phút; các đầu của nó di chuyển với vận tốc khoảng 30 m/s trong gió 10 m/s, ít hơn một nửa so với 79 m/s của các đầu của turbine lớn.
Số liệu trung thực
Mỗi mét vuông diện tích mặt trước là cách công bằng để so sánh: một mặt tiền, một vương miện mái nhà và một rào cản đường cao tốc đều cạnh tranh cho cùng một thứ, một bề mặt đối diện với gió. Giá trị trung tâm, với phạm vi bi quan-lạc quan đầy đủ trong dữ liệu mô hình . Năng lượng bao gồm hướng gió, nhiễu loạn (thiếu 5 đến 15%) và khả năng sử dụng (92 đến 97%). Chi phí năng lượng: 20 năm với tỷ lệ chiết khấu thực tế là 7%, bảo trì từ 2 đến 5% đầu tư mỗi năm.
| Thiết kế | Cp trên khu vực trước | kWh trên mỗi m² mỗi năm, nơi / thành phố gió | Hiệu số năng lượng, gió / thành phố | Chi phí lắp đặt trên mỗi m² | Chi phí mỗi kWh, gió / thành phố | Đơn giản trả lại với $0.19/kWh |
|---|---|---|---|---|---|---|
| A. Phiên bản 1, quạt 120 mm (đứng độc lập) | 0.045 | 23 / 5 | 5.2% / 1.2% | $765 | $4.21 / $18.0 | không bao giờ |
| A2. Động cơ 120mm tùy chỉnh | 0.089 | 45 / 11 | 5.2% / 1.2% | $805 | $2.23 / $9.45 | không bao giờ |
| B0. 0,5 m rotor mở, vương miện | 0.148 | 125 / 34 | 9.3% / 2.5% | $1,192 | $1.19 / $4.37 | không bao giờ |
| B. Cải tiến: 0,5 m ống dẫn, stator, vương miện | 0.164 | 159 / 43 | 10.7% / 2.9% | $1,074 | $0.84 / $3.10 | không bao giờ (nếu tốt nhất: 4.5 năm gió) |
| B2. Như B cộng với một bánh răng quay ngược | 0.174 | 168 / 46 | 10.7% / 2.9% | $1,245 | $0.92 / $3.40 | không bao giờ |
| B3. B như một hàng rào độc lập | 0.164 | 128 / 32 | 8.6% / 2.2% | $944 | $0.92 / $3.66 | không bao giờ |
| Đèn mặt trời trên mái nhà, cùng tòa nhà | 225 | 12% | $410 | $0.19 | 10.6 năm | |
| Năng lượng mặt trời ở phía nam | 139 | 7.6% | $630 | $0.47 | 31 năm. | |
| 10 kW turbine, rotor 7 m trên một cột 18 đến 30 m | 0.35 trên bánh xoay | 31.600 / 10.300 kWh mỗi tuabin | 36% / 12% | 8.910 đô la một kilowatt | $0.35 / $1.08 | 27 năm gió |
Bảng nói gì:
- Các ống dẫn có chỗ đứng của nó, chỉ. Trên mỗi m² mặt trước, các mô-đun được dẫn (B) đánh bại những rotor tương tự trong không gian mở (B0) khoảng 10 đến 30%, chủ yếu vì chúng chịu được hướng gió tốt hơn. Chúng cũng cho một người bảo vệ, một đầu yên tĩnh hơn và một nơi cho stator.
- Trong khi rotor thứ hai không trả. Nó thêm khoảng 6% năng lượng cho 16% chi phí hơn. Một mô-đun gió đa giai đoạn kiểu động cơ phản lực là vật lý giới hạn, không phải tham vọng giới hạn.
- Chỉ có module hướng gió mới trả. Một vương miện xung quanh mái nhà chỉ kiếm được 55% cho mỗi mô-đun so với chỉ có phía hướng gió, vì các bên khác đối diện với gió phổ biến hầu hết thời gian. Trên tòa nhà tham chiếu của chúng tôi (40 × 20 m, cao 45 m) vương miện hợp lý chỉ là phía gió: 60 m², khoảng $ 64.000, khoảng 9.500 kWh một năm trên một trang web gió, 2.600 trong thành phố. Cùng số tiền trong năng lượng mặt trời trên mái nhà mua khoảng 155 m² tấm làm khoảng 35.000 kWh một năm.
- Ở thành phố, nó không thể cạnh tranh. Micro wind-mounted building có một hồ sơ tồi: 26 turbines in the Warwick Wind Trials averaged a 0.85% capacity factor (Nhà xuất bản, 2009.), và ba tuabin trên đường London Tháp Strata đã bị tắt sau khi có những phàn nàn về tiếng ồn và rung động.
Đối với quy mô, hạm đội gió nhỏ của Hoa Kỳ trung bình có một yếu tố công suất 14 đến 16% và $6,680 to $9.630 trên kW được lắp đặt vào năm 2024 và 2025 (PNNL Distributed Wind reports). Vương miện của chúng tôi có giá khoảng 6.300 đô la cho mỗi kW, trong cùng phạm vi, đó là dấu hiệu cho thấy chi phí ước tính không phải là tưởng tượng.
Điều gì được chứng minh, có thể và suy đoán
Chứng minh (sách giáo khoa hoặc đo): năng lượng trong gió và giới hạn Betz; trần 16/25 cho hai rotor; các ống dẫn tăng công suất trên diện tích rotor nhưng không vượt quá khoảng Betz trên diện tích mặt trước; những cánh nhỏ ở số Reynolds dưới khoảng 70.000 mất hiệu quả; một bức tường đóng không có dòng chảy qua; các cạnh mái nhà gia tốc dòng chảy theo hướng gió; các tuabin vi mô được lắp đặt trong các thành phố đã hoạt động kém.
Có thể (hỗ trợ, nhưng không đo lường cho thiết kế này): một rotor 0,5 m được thiết kế cho Reynolds 45.000 đạt đến hệ số công suất khoảng 0,3 trần và 0,55 trên diện tích rotor trong một ống kính bọc dày; hiệu suất chuỗi 75% từ rotor đến lưới điện với máy phát điện 50 đến 300 W và MPPT cấp mô-đun; chi phí cài đặt gần $ 1.000 mỗi m² cho dự án đầu tiên.
Phân tích (phải đo): bao nhiêu ống đựng cạnh nhau mất đi với nhau (chúng tôi giả định 10 đến 30%); tốc độ tăng và hỗn loạn thực sự ở một vương miện trên một tòa nhà nhất định; tuổi thọ của hàng ngàn bộ phận chịu lực trong vòng 20 năm gió, băng và bụi; tiếng ồn và rung chuyển truyền vào tòa nhà; tương tác động vật hoang dã với các ống lưới (tuyến lớn giết chết ước tính 140.000 đến 328.000 chim mỗi năm tại Hoa Kỳ (Loss, Will and Marra, 2013); các tòa nhà kính giết chết 365 đến 988 triệu (Loss et al., 2014); không ai có dữ liệu cho các mô-đun mái che).
Điều gì phải là sự thật
Đối với vương miện trên một địa điểm gió 6,5 m / s, chi phí điện phụ thuộc vào hai điều chúng tôi có thể làm: bao nhiêu năng lượng mỗi mét vuông diện tích mặt trước cung cấp, và nó tốn bao nhiêu tiền để lắp đặt.
| Cp trên khu vực trước | 300 đô la một mét vuông. | 500 đô la một mét vuông. | 800 đô la một mét vuông. | $1,100 mỗi 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 |
♪ Nơi nó có thể thắng, và nơi nó không thể
Nó có thể thắng:
- Tòa nhà cao và các địa điểm ven biển gió, như một sự bổ sung cho năng lượng mặt trời: gió ở rìa mái nhà đạt đỉnh vào ban đêm, trong mùa đông và trong thời gian bão, khi tấm pin mặt trời sản xuất ít.
- Mái nhà đã đầy hoặc có bóng râm. Một vương miện sử dụng rìa, không phải là diện tích mái nhà, và không cạnh tranh với các tấm, cây hay sân thượng.
- Năng lượng ngoài lưới điện nơi cáp đắt tiền: cảm biến, chiếu sáng, thiết bị viễn thông, trạm thời tiết trên cầu, cột và các cấu trúc ven biển.
- Những rào cản đã tồn tại: các rào cản tiếng ồn đường cao tốc và đường sắt, bức tường biển và cầu thang, nơi mà cấu trúc được trả tiền.
- Tầm nhìn và giáo dục. Một vương miện quay là một tuyên bố công khai rằng tấm pin mặt trời không phải; trường học, bảo tàng và các tòa nhà nổi tiếng đánh giá cao điều đó.
Nó không thể thắng:
- Là một nguồn điện rẻ tiền. Các trang trại gió và năng lượng mặt trời lớn tốn $0.04 to $0,10 trên kWh; không có gì trên một tòa nhà đến gần.
- Trong các con phố thành phố được che chắn và ngoại ô thấp, nơi gió trung bình dưới 4 đến 5 m / s ở độ cao mái nhà.
- Phẳng trên mặt tiền. Tuy nhiên, rotor được thiết kế, một bức tường đóng không có dòng chảy qua.
Dự án phát triển và chi phí của nó
| Pha | Công việc | Quyết định nó cho phép | Chi phí ước tính | Thời gian |
|---|---|---|---|---|
| 0. nghiên cứu thiết kế | Thiết kế cánh và ống dẫn, CFD của một mô-đun và của một dãy 3 × 3, tô pô điện, mô hình chi phí với nhà sản xuất | Cp trên khu vực trán trên 0.2 có hợp lý trong một dãy không? | $30k to $60k | 3 đến 4 tháng. |
| 1. đường hầm gió | Ba rotor, ba ống dẫn, stator bật và tắt, sau đó một dãy 3 × 3; 3 đến 15 m/s, lùi 0 đến 45° | Cp đo, mất mạch, tốc độ khởi động, nhiễu | $60k to $120k | 4 đến 6 tháng |
| 2. Mô- đun nguyên mẫu | Máy phát điện, bảng điện, mô-đun khép kín; thử nghiệm chịu đựng, băng, mưa và âm thanh (phương pháp IEC 61400-11) | Hiệu quả và độ bền của mô- đun | $50k to $100k | 6 tháng |
| 3. Phi công trên mái nhà | 10 đến 20 mô-đun ở một góc hướng gió, máy đo gió siêu âm hoặc lidar, dữ liệu trong một năm, camera hoang dã. | KWh thực trên mỗi m², khả dụng, tiếng ồn trong tòa nhà | $80k to $150k | 12 tháng |
| 4. Đường dẫn sản phẩm | Kỹ thuật cấu trúc và mặt tiền, cơ sở thiết kế IEC 61400-2, chứng nhận UK MCS 006 hoặc Mỹ ACP 101-1, điện và chống cháy, bảo hiểm | Một sản phẩm mà chủ nhà có thể mua | $100k to $250k | 12 đến 18 tháng |
Giai đoạn 0 đến 3 cần khoảng $220,000 to $430,000 và hai năm. Mỗi giai đoạn có một điểm dừng rõ ràng: nếu đường hầm gió không cho thấy một Cp gần 0,2 trong một dãy, chúng tôi dừng lại ở đó và công bố lý do tại sao.
Ai chúng ta cần
- Aerodynamicist with low-Reynolds and ducted-rotor experience, để thiết kế và xem xét cánh quạt, ống dẫn và stator.
- Một đường hầm gió đại học hoặc thương mại, với một kỹ sư CFD để lên kế hoạch thử nghiệm và mô hình tương tác ma trận.
- Kỹ sư điện tử năng lượng cho máy phát nam châm vĩnh cửu nhỏ, điều chỉnh hoạt động, MPPT và thu thập DC từ nhiều mô-đun.
- Kỹ sư xây dựng và mặt tiền cho trọng tải gió trên vương miện (EN 1991-1-4 / ASCE 7), cố định, băng và mệt mỏi.
- Acoustician cho tiếng ồn và rung chuyển vào trong tòa nhà.
- Đặc gia gió đô thị để đo và mô hình gió tại các cạnh mái nhà ứng cử trước khi xây dựng bất kỳ thứ gì.
- Chứng nhận và tuân thủ: tiêu chuẩn gió nhỏ (IEC 61400-2, -11, -12-1), điện và mã lửa, và một công ty bảo hiểm sẵn sàng bao phủ một phi công.
- Nhà sinh thái học. để thiết kế hệ thống giám sát chim và dơi.
- Đối tác sản xuất trong đúc phun hoặc rotomoulding để định giá lưỡi và ống theo khối lượng.
Ý tưởng tốt hơn là được chào đón
The Fan Wall là một câu trả lời cho một câu hỏi rộng hơn: làm thế nào để những nơi mà người ta đã sống có thể tạo ra, lưu trữ hoặc tiết kiệm năng lượng sạch hơn so với ngày nay? Nếu những con số trên trang này thuyết phục anh rằng một cách tiếp cận khác sẽ tốt hơn, chúng tôi muốn nghe nó. Năng lượng mặt trời trên mái nhà cũng tạo ra nhiệt, nâng cấp nhiệt độ, năng lượng được phục hồi từ đường ống nước, nhiệt chất thải hoặc thời điểm thông minh hơn của nhu cầu có thể đánh bại một vương miện gió trên nhiều tòa nhà. idea radar so sánh chúng, và mỗi bài viết đều được viết với sự trung thực tương tự như chúng tôi áp dụng ở đây.
Một số thành viên của Quỹ có thể có những người liên lạc có thể nghe được một cú đá. Để được đưa ra, một ý tưởng cần một mô hình thực tế hoạt động, thực sự sản xuất năng lượng, với công suất đo trên một thiết bị, không tuyên bố; đó chính xác là lý do tại sao trang này kết thúc trong một đường hầm gió và một phi công trên mái nhà hơn là một bản vẽ. Ý tưởng trên giấy cũng được chào đón: nếu vật lý và số liệu là chính xác, chúng tôi có thể công bố chúng ở đây trên trang web. Nhưng huy động vốn mà không có mô hình hoạt động là rất khó, và không có gì ở đây là một lời hứa về tài chính, lợi nhuận hoặc giới thiệu. Trang này cố gắng đáp ứng tiêu chuẩn: cho thấy các con số, nói những gì sẽ chứng minh bạn sai và đề xuất thử nghiệm rẻ nhất.
Bạn có thể giúp gì?
- Bring your expertise. Nếu bạn làm việc trong bất kỳ lĩnh vực nào trên, giúp đỡ một nhiệm vụ. Chỉ cần một giờ để xem lại mô hình của chúng ta là rất có giá trị.
- Đưa tôi cái mái nhà gió. Một tòa nhà cao trên bờ biển, đồi hoặc đồng bằng mở với khả năng tiếp cận mái an toàn có thể chứa phi công. Nói cho chúng tôi biết nó ở đâu và gió thường thổi theo hướng nào.
- Share wind data. Một năm đo đạc gió từ mái nhà, cầu hay cột dọc bờ biển giúp chúng tôi chọn địa điểm thí điểm.
- Kiểm tra toán học. - Đúng vậy. mẫu Mở cửa. Nếu bạn tìm thấy một lỗi, hãy nói với chúng tôi: chúng tôi muốn được sửa ngay bây giờ hơn là sau khi thử nghiệm.
- Trình bày một ý tưởng tốt hơn. Gửi nó qua giấy đề nghị đóng góp với vấn đề nó giải quyết, kiểm tra vật lý, chi phí xấp xỉ trên mỗi kWh và thử nghiệm rẻ nhất có thể chứng minh nó sai.
Nguồn
- Salonvaara, M., Karagiozis, A., Pazera, M. và Miller, W. (2007). Air cavities behind claddings: what have we learned? (bằng tiếng Anh). Hội nghị Buildings X.
- Lissaman, P.B.S. (1983). Số Reynolds thấp. Annual Review of Fluid Mechanics 15, 223-239..
- Howey, D.A., Bansal, A. và Holmes, A.S. (2011). Thiết kế và hiệu suất của một turbine gió quy mô centimet bao phủ cho thu hoạch năng lượng. Smart Materials and Structures 20, 085021.
- Federspiel, C.C. và Chen, J. (2003). Máy cảm biến không khí. Proceedings of IEEE Sensors 2003, 22-25..
- Newman, B.G. (1986). Multiple actuator-disc theory for wind turbines. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics 24, 215-225..
- Nguyễn Thị Hồng, GS. (2026). Wind Energy Science 11, 2037-2051 (bằng tiếng Anh)., bao gồm một đánh giá về sự gia tăng của hai rotor.
- Từ điển bách khoa Việt Nam. ^ Li, Q., Öztürk, K., Ragni, D. et al. (2017). Thiết kế và thử nghiệm xác nhận của swirl hồi phục cánh quạt cho hệ thống đẩy cánh quạt. AIAA 2017-3571.
- Ohya, Y. và Karasudani, T. (2010). Một turbine gió được bao phủ tạo ra công suất xuất xứ cao với công nghệ thấu kính gió. Energies 3(4), 634-649.
- van Bussel, G.J.W. (2007). The science of making more torque from wind: diffuser experiments and theory revisited. Journal of Physics: Conference Series 75, 012010.
- Gipe, P. (2017). Quỹ hưu trí Kiwi mất 50 triệu đô la trong thảm họa turbine ống Ogin.
- Giguère, P. và Selig, M.S. (1998). Các cánh mới cho các tuabin gió trục ngang nhỏ. Journal of Solar Energy Engineering 120(2), 108-114..
- Kishore, R.A., Coudron, T. và Priya, S. (2013). Thuốc lá gió quy mô nhỏ (SWEPT). Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics 116, 21-31..
- Từ điển bách khoa. ^ a ă Campagnolo, F. và Bottasso, C.L. (2024). On the power and control of a misaligned rotor: beyond the cosine law (bằng tiếng Anh). Wind Energy Science 9, 1547-1575 (bằng tiếng Anh)..
- Richmond-Navarro, G., Uchida, T. và Calderón-Muñoz, W.R. (2022). Thể hiện của turbine gió bao phủ trong điều kiện dòng chảy hỗn loạn. Wind Engineering 46, 518-528..
- Mertens, S. (2006). Wind energy in the built environment: concentrator effects of buildings. PhD thesis, TU Delft (after Mertens, 2003, Wind Engineering 27(6)).
- Encraft (2009). Warwick Wind Trials final report.
- Phòng thí nghiệm quốc gia Pacific Northwest (2025, 2026). Báo cáo thị trường gió phân tán và cập nhật dữ liệu công nghệ.
- Bộ Năng lượng Hoa Kỳ và NREL (2025). Solar photovoltaic system cost benchmarks, Q1 2025 (bằng tiếng Anh).: nhà hàng thương mại $1.95 to $1.98 W / W
- Lazard (June 2026). Levelized Cost of Energy+, phiên bản 19.
- Cục Thông tin Năng lượng Hoa Kỳ (2025). Giá trung bình của điện theo lĩnh vực, 2024; Eurostat, Thống kê giá điện.
- Loss, S.R., Will, T. và Marra, P.P. (2013). Ước tính về tỷ lệ tử vong do va chạm chim tại các cơ sở gió ở Hoa Kỳ liền kề. Biological Conservation 168, 201-209..
- Loss, S.R., Will, T., Loss, S.S. và Marra, P.P. (2014). Bird-building collisions in the United States (bằng tiếng Anh). The Condor 116(1), 8-23..
- Grant, A., Johnstone, C. và Kelly, N. (2008). Urban wind energy conversion: the potential of ducted turbines (bằng tiếng Anh). Renewable Energy 33(6), 1157-1163 (bằng tiếng Anh).. Một ý tưởng liên quan chúng tôi cũng sẽ thử nghiệm: các ống thông qua parapet được điều khiển bởi sự khác biệt áp suất giữa mặt tiền và mái nhà.