Bilim

Bir Kasırgadan Enerji Yakalayabilir miyiz? | yenilik

Yıkıcı doğal fenomenler ilerledikçe, kasırgalar ağır sıkletler arasındadır. Şiddetli rüzgarlar ve bunun sonucunda fırlatılan molozlar için değilse, o zaman karaya inip dışarı çıktığınızda ortaya çıkan devasa sel için, bir kasırga kötü bir iştir. Bu hafta, kendilerini Matthew Kasırgası'nın hafta sonu selinden kurtarırken, Carolinas ve Georgia kıyılarında yaşayanlara sorun.

Depolanan ve salınan enerji açısından kasırgalar büyük bir yumruk atıyor. Ortalama tropik siklonunuz eşdeğerini serbest bırakabilir 600 terawatt enerji , bunun yüzde çeyreği rüzgar olarak; Bir kasırgadaki enerjinin büyük çoğunluğu, su buharı yoğunlaşarak yağmura dönüşürken depolanan ve salınan ısı biçimindedir.



Bu nedenle, rüzgar bir kasırganın toplam enerji üretiminin yalnızca küçük bir parçası olsa da, yine de çok büyük miktarlarda güç üretir: yaklaşık 1,5 terawatt veya dünyanın mevcut toplam elektrik üretim kapasitesi olan 5,25 terawatt'ın dörtte birinden biraz fazlası. Sadece bir fırtınadan gelen rüzgar, temiz enerjinin altın madenidir.



Ama benim, dünyanın enerji sorunlarını güneşe kocaman bir uzatma kablosu bağlayarak çözebileceğine dair kendi çocuksu düşüncem gibi, enerjilerini toplamak için kasırgaları kovalamak tam olarak nasıl olur?

Zorluklar ortada. Kilometrelerce genişliğinde, açık okyanusta oluşan, aynı kıyı bölgesine nadiren iki kez çarpan dolambaçlı izlerle, hareketli bir rüzgar çiftliğini hantal bir kasırganın yolunda aşağı atmak basit ve hatta arzu edilmez. Bunun yerine, bazı araştırmacılar, kasırga kuvvetlerine dayanabilecek, ancak bir fırtına vurduğunda artan güç potansiyelinden de yararlanabilecek 24 saat elektrik üretim sistemlerini hedefliyor.



Bir yaklaşım, rüzgar türbininin kendisinin yeniden düşünülmesi olmuştur. Japonyada, CNN rapor edildi savunmasız kanatları ortadan kaldırmak için bir girişimcinin ortak fanı yeniden tasarlaması üzerine. Enerji girişimi Challenergy'nin kurucusu Atsushi Shimizu, Japonya'nın şiddetli tayfunlarına dayanacak şekilde tasarlanan üst ve alt platformlar arasına dikey bıçaklar yerleştirilmiş, şık, yumurta çırpıcı tarzı bir tasarım yaptı. Her iki yöne de dönebilen ancak aynı zamanda türbinin dönüş hızını düzenlemek için sıkıştırılabilen Shimizu'nun tasarımı, Japonya'nın öngörülemeyen rüzgar modellerine uyum sağlarken, kontrolsüz dönüşün neden olduğu hasarı da önler.

İlk saha prototipi 2016 yılında Okinawa'da kuruldu. Türbinin, Magnus kuvvetleri olarak bilinen kuvvetli rüzgarların dönen kaldırma kuvvetlerinden ve düz hatlı rüzgarlardan enerji yakalayabildiği iddia ediliyor. Ancak Challenergy, İnternet sitesi enerji üretimi ve maksimum sürdürülebilir rüzgarlar için henüz tahminleri yok.

Geleneksel kanatlı türbinler, fırtınalar sırasında enerji üretimini durdurarak kilitlenmelidir. Şiddetli rüzgarlı şiddetli fırtınalar, kilit mekanizması başarısız olursa, bir tanesinde olduğu gibi felaketle bozulmalarına neden olabilir. türbin 2011 yılında Ayrshire, İngiltere'de.



Diğerleri dikey eksenli rüzgar türbinleri tasarladılar, ancak uzun kanatlı tanıdık yatay eksen çeşitliliği, satın alınabilirliği ve verimliliği nedeniyle standart olmaya devam ediyor.

AMPS.jpg

Arindam Gan Chowdhury ve ekibi, duman ve çakıl kullanarak bu akış görselleştirmesiyle Aerodinamik Azaltma ve Güç Sistemini (AMPS) test ediyor.(Arindam Gan Chowdhury)

Miami'de, Arindam Gan Chowdhury Florida Uluslararası Üniversitesi'nin Uluslararası Kasırga Araştırma Merkezi'nde bir rüzgar laboratuvarı işletiyor. Her biri 700 beygir gücünde bir motorla çalışan 12 fandan oluşan bu Rüzgar Duvarı Kategori 5 kasırgasına eşdeğer saatte 157 mil hıza kadar fırtınalar üretebilir. Chowdhury'nin araştırması öncelikle binalar üzerindeki rüzgar etkilerini hafifletmeye odaklanıyor, ancak yakın tarihli bir proje yeni bir boyut ekledi: zarar veren rüzgarları keserken güç üretimi.

büyük göç neden oldu

FIU makine mühendisi ile birlikte Andres Tremante , Chowdhury, bir binanın saçaklarının veya oluklarının tüm uzunluğuna monte edilebilen vida benzeri bir türbin sistemi tasarladı. Aerodinamik Azaltma ve Güç Sistemi için AMPS olarak adlandırılan uzun türbin uzantıları, bir binaya çarparken ve çatı hattında yukarı ve aşağı hareket ederken güçlü rüzgarların ürettiği güçlü hava girdaplarını kesintiye uğratır. Bu girdaplar, çatı hasarlarının çoğundan sorumludur, kiremitleri ve zonaları söküp yağmurun girmesine izin verir ve hatta yapıların keskin kenarları boyunca yukarı doğru bir kaldırma oluştururken çatıları binaların üzerinden emer.

Chowdhury, kasırgaları evcilleştirmeye çalışmıyoruz, diyor. Binalar üzerindeki rüzgar etkisini azaltmak ilk kriterimizdir. Ama bunu yaparken, neden dinamik, o rüzgarı kırabilecek ve aynı zamanda onu yeşil enerji üreten bir arkadaşa dönüştürebilecek bir şey yaratmayalım diye düşündük.

Teknolojiye yönelik vizyonu, bekleyen patent münferit binaları daha sürdürülebilir hale getirmek ve aynı zamanda ülkenin herhangi bir yerindeki herhangi bir fırtına seviyesinden maruz kaldıkları hasarı azaltmak için kullanılabilmesidir. Chowdhury, hala sistem üzerinde testler yapıyor olsalar da, türbinlerin kasırga sistemlerinin yakınındaki rüzgarlardan kaynaklanan hasarı azaltmaya bile yardımcı olması gerektiğini söylüyor (ancak muhtemelen doğrudan bir vuruşta değil). Chowdhury, elektrik kesintisi seviyesindeki bir fırtına sırasında tek bir evin ürettiği elektriğin küçük bir buzdolabına, cep telefonuna, dizüstü bilgisayara kolayca güç sağlayabileceğini söylüyor. ve birkaç gün için birkaç ışık.

Her binanın mümkün olduğunca kendi kendine yeterli olması gerektiğini söylüyor. İnsanların her türlü felakete hazır olmaları ve şebekeden elde edilen güce güvenmek yerine kendi enerjilerini sağlayabilmeleri gerekiyor.

Chowdhury'ye göre, AMPS, tüm gezegende gece ve gündüz meydana gelen, saatte beş ila yedi mil hızla her yerde bulunan rüzgarlardan bile ek miktarda güç üretebilir.

Birkaç büyük çatı kaplama şirketi, konsepti ticarileştirme olasılığına ilgi duyduğunu zaten belirtti ve kendisi ve meslektaşları, çatı hattını iyileştirecek estetik açıdan çekici tasarımlar bulmak için mimarlarla birlikte çalışıyor.

Ocean Power Technologies'in PB3 PowerBuoy, New Jersey kıyılarında konuşlandırıldı(Okyanus Güç Teknolojileri)

Oahu kıyılarındaki Hawaii Deniz Piyadeleri Üssü'ndeki Kaneohe Körfezi'nde, deniz yaşamı, yapay bir resif görevi gören bir PowerBuoy deniz yatağı çapasının etrafında toplanıyor.(Okyanus Güç Teknolojileri)

Dalga hareketiyle tamamen şarj edildiğinde, şamandıra fazla enerjiyi ısı olarak boşaltır, belki de balık ve diğer deniz ziyaretçilerinin yakınlarda pusuya yatması için bir teşvik olabilir.(Okyanus Güç Teknolojileri)

Kasırga rüzgarları kendi başlarına güçlü ve zarar verici değildir, ancak karanın denizle buluştuğu yerde büyük dalgalar şeklinde tehlikeler de yaratırlar. New Jersey merkezli bir şirket, dalga enerjisi şamandıralarının 2011 Irene Kasırgası sırasında nasıl performans gösterdiğine ilk elden tanık oldu ve kasırgalar ve tayfunlar tarafından üretilen dev dalgaların bir gün geçtiklerinde güç artışı sağlayabileceğine dair umut verici ipuçları verdi.

Deborah Montagna , iş ve proje geliştirme başkan yardımcısı Okyanus Güç Teknolojileri , şirketin PB3 PowerBuoys'larının, 44 ila 150 kilovat saat arasında depolayabilen pilleri şarj etmek için sürekli olarak güç üretme yeteneğine sahip olduğunu söylüyor. Tam sakinlik dönemlerinde, o öğenin güç gereksinimlerine bağlı olarak, bağlı olduğu her şeye birkaç gün boyunca güç sağlamak için yeterli enerjidir. Pil tamamen şarj olduğunda, aşırı enerji ısı olarak salınır ve Montagna, deniz yaşamının özellikle keyif aldığını söylüyor.

2011 yılında, Irene Kasırgası doğu sahilini tırmanırken, Ocean Power'ın ABD Donanması ve Ulusal Güvenlik ortakları, şirketin New Jersey kıyılarında bulunan 10.000 tonluk test şamandırasını fırtınadan önce getirip getirmeyeceğini sormaya devam etti. Hayır, şirket dedi ki: Onu orada bırakmak ve ne olacağını görmek istiyoruz.

Normal şartlar altında, şamandıra, enerji üretimi ve diğer analizleri hakkında saatlik raporlar gönderirdi ve bunu Irene'nin her yerinde yapmaya devam etti.

Montagna, performansı hakkında eksiksiz raporlar almaya devam ettik ve Irene Kasırgası boyunca güç ürettiğimizi söylüyor. Bir grafiğimiz olsaydı, fırtına gününde elektrik üretiminde büyük bir sıçrama görebilirdiniz. 100 yıllık fırtınada hayatta kalmak için tasarladık, ama bunun ne zaman ortaya çıkacağını asla bilemezsiniz.

Şirket, şamandıraların karasal elektrik şebekelerine nasıl bağlanabileceğini göstermek için 2010 yılında Hawaii'de Donanma ile birlikte çalıştı, ancak tamamen olgunlaşmış bir teknolojinin eksikliğini öne sürerek, şirket son zamanlarda daha çok deniz uygulamaları için isteğe bağlı güç üretmeye odaklandı. petrol kuleleri, araştırma gemileri veya denizaltı izleme ekipmanı gibi.

bağlılık yemini nedir

Miami'de Chowdhury, Matthew'un binalara herhangi bir zarar vermediğini, ancak orada saatte 100 mil hızla esen rüzgarın binlerce kişinin gücünü kestiğini söylüyor. İnsanlar kasırgaların enerjisini azaltmak veya hasat etmek için teorileri test etmeye devam ediyor, ancak şu ana kadar hiçbir şey ortaya çıkmadı.

Öğrencilerime kasırga ile oynamaya çalışmak yerine neden daha akıllı ve daha dayanıklı şeyler inşa etmeyelim? diyor.



^