علمی، پژوهشی و فناوری

تولید برق پاک بی‌صدا با توربین بادی بدون پره

به گزارش پایگاه خبری علم و فناوری :انرژی بادی در سراسر جهان رو به پیشرفت است، اما طبق اعلام سازمان ملل، برای رسیدن به اهداف اقلیمی و بی کربنی، میزان تولید انرژی باد جهانی طی ۱۰ سال آینده باید تا سه برابر افزایش پیدا کند. توربین‌های بادی سنتی با پره‌های بزرگ خود نقش مهمی در این مسیر دارند، اما با چالش‌هایی همچون هزینه‌های بالا، صدای زیاد، پیچیدگی نگهداری و آسیب به پرندگان روبه‌رو هستند.

در این راستا یک استارتاپ اسپانیایی به نام ورتکس‌بلیدلس ( Vortex Bladeless) رویکردی نوین ارائه و توربینی را طراحی کرده است که به جای استفاده از پره‌های چرخان، به‌کمک یک استوانه عمودی برق تولید می‌کند که در اثر باد مرتعش می‌شود. این توربین که «اسکایبراتور (Skybrator)» نام گرفته، بدون پره، روغن و چرخ‌دنده عمل می‌کند و بر مبنای پدیده طبیعی «رهایی گردابه (vortex shedding)» انرژی باد را به برق تبدیل می‌کند؛ پدیده‌ای در دینامیک سیالات که طی آن در اثر عبور یک سیال از یک جسم، گرداب‌های متناوبی در پشت آن جسم ایجاد می‌شود.

رهایی گردابه در این توربین زمانی اتفاق می‌افتد که باد از کنار یک سازه استوانه‌ای عبور می‌کند و موجب نوسان آن می‌شود. توربین وورتکس این نوسانات را با استفاده از ژنراتور واقع در پایه خود به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند. این روش موجب می‌شود توربین نسبت به نمونه‌های سنتی کوچک‌تر و بی‌صداتر باشد و پرندگان را کمتر تهدید کند. حذف قطعات مکانیکی متحرک همچون پره‌ها، شفت و چرخ‌دنده نیز با کاهش هزینه‌های نگهداری و افزایش دوام دستگاه همراه است.

ویژگی منحصربه‌فرد توربین حاضر کارکرد آن در شرایط وزش بادهای سبک و تغییر جهت‌های متنوع است، زیرا نیازی به قرارگیری در جهت باد یا چرخش ندارد. همین ویژگی آن را برای نصب در محیط‌های شهری، پشت‌بام خانه‌ها و حتی کلبه‌های خارج از شبکه ایده‌آل می‌کند که استفاده از توربین‌های بزرگ و پره‌دار در آن‌ها ممکن نیست. تیم مهندسی وورتکس بر هدف اصلی خود یعنی تأمین انرژی پاک، بی‌صدا و ایمن تأکید دارند و هدف خود را نه جایگزینی توربین‌های بزرگ، بلکه ارائه راه‌حلی مکمل و مناسب برای مصارف کوچک و شهری اعلام کرده‌اند.

 

در حال حاضر پروژه‌ی برج باد ( BreezeTower ) در کپنهاگ و طرح باد شهری ( UrbanWind ) در نیویورک نمونه‌هایی از تلاش برای بهره‌برداری از این فناوری در محیط‌های شهری هستند تا انرژی باد در ساختمان‌های مرتفع را به برق تبدیل کنند. مادرید نیز میزبان پروژه‌های آزمایشی مشابهی است که هدف آن‌ها نشان دادن قابلیت نصب و کارکرد توربین باد بدون پره در محیط‌های جمع‌وجور شهری است.

 

ترکیب این توربین با پنل‌های خورشیدی نیز به‌ویژه در مکان‌هایی بسیار مؤثر است که انرژی خورشیدی در روزهای آفتابی تولید می‌شود و انرژی باد اغلب در شب‌ها بیشتر است. این ترکیب می‌تواند منبع انرژی خودکفایی برای منازل و اماکن کوچک فراهم کند.