前沿拓展:
太陽能產(chǎn)品
我也而只占用10%的屋頂空間,并且或多或少地安靜地運行。在**測試中,它們似乎是合法的。
分布式能源發(fā)電將在世界能源市場中發(fā)揮越來越大的作用。目前大部分是以屋頂太陽能的形式出現(xiàn),但在某些地區(qū),風(fēng)能肯定會發(fā)揮更大的作用。不過,并不是每個地方都適合使用葉片式風(fēng)力渦輪機,在這方面,休斯敦大學(xué)的衍生屬公司Aeromine Technologies設(shè)計了一種非常不同、非常整潔的屋頂風(fēng)能捕獲形式,看起來它可能是一個真正的“游戲改變者”。
與傳統(tǒng)的風(fēng)力渦輪機一樣,尺寸是關(guān)鍵。因此,盡管Aeromine的風(fēng)能箱在屋頂上占用的空間相對較小,但它們?nèi)匀幌喈?dāng)笨重。粗略估計,設(shè)備本身可能有10英尺(3米)高,它們現(xiàn)在被放置在盒子上面,可能會增加6英尺(1.8米)或更多的高度。另一方面,它們不會產(chǎn)生噪音,也不會像普通的葉片式渦輪機那樣不斷移動造成視覺干擾,因此它們在人口密集地區(qū)可能不那么受歡迎。
它們的工作方式也不同–中間有一個圓桿。這些固定的風(fēng)能箱向風(fēng)中傾斜,在設(shè)備的中心產(chǎn)生低壓真空,通過風(fēng)能箱本身或圓桿上的穿孔吸入空氣,這也有助于加速機翼上的環(huán)境氣流。
那么,渦輪機在哪里?根據(jù)不同的安裝方式,它可以在**桿的底部,周圍有一個管道,或者在更緊湊的設(shè)計中,直接被放置在屋頂上,而不是在一個盒子的頂部,風(fēng)扇可以在建筑物本身的屋頂上,在一個管道中連接到**桿或穿孔翼的空心室。無論哪種方式,風(fēng)能箱創(chuàng)造了一個低壓區(qū),空氣通過管子被吸入以填充低壓區(qū),Aeromine在管子里放置一個相對較小的、廉價的內(nèi)部螺旋槳(也許直徑為91厘米)來運行發(fā)電機。
它非常安靜,非常安全,而且建造起來非常便宜;你不需要任何像碳纖維這樣的材料,風(fēng)扇本身也沒有什么特別之處,整個東西拆開來運輸,在現(xiàn)場的建造過程也相對簡單。
Aeromine在其最新的迭代中還沒有為其設(shè)備提名一個標(biāo)準容量。根據(jù)在2021年1月提交給AFWERX Reimagining Energy挑戰(zhàn)賽的解決方案中,這些設(shè)備的額定功率為5千瓦–非常接近一個典型的家用屋頂太陽能系統(tǒng)的輸出。當(dāng)然,多個單元可以沿著建筑物的前緣運行,間隔約15英尺(4.6米),在這個AFWERX挑戰(zhàn)中,每個單元承諾每年產(chǎn)生約14.3MWh 。從這個角度來看,我的6.5千瓦的家庭屋頂太陽能系統(tǒng)每年大約產(chǎn)生9MWh 。
這里的潛力是非常明顯的;太陽能和風(fēng)能以一種互補的方式工作。太陽能只在陽光最充足的時候發(fā)電,風(fēng)能可以24小時發(fā)電,但完全取決于條件。Aeromine系統(tǒng)的屋頂占地面積小,因此有可能用太陽能電池板覆蓋屋頂?shù)钠溆嗖糠?,第二進行一些現(xiàn)場電池存儲,或多或少地在電網(wǎng)外運行一個相當(dāng)大的企業(yè)。
那么缺點是什么呢?這些東西需要安裝在風(fēng)向相當(dāng)穩(wěn)定的地方,因為它們沒有角度來捕捉微風(fēng)–而且它們可能永遠不會,因為它們被設(shè)計成這樣一種成本意識的機器。它們的高度可能使它們在某些地區(qū)成為一個視覺或市政規(guī)劃問題,而且,它們會投下陰影,這將阻止太陽到達屋頂光伏電池板,除非建筑物的方向是太陽來自一側(cè),風(fēng)來自另一側(cè)。因此,肯定會有有限的地方,它們在混合系統(tǒng)中能發(fā)揮最佳效果。與典型的設(shè)計相比,它們當(dāng)然更便宜、更耐用、更安全、更少干擾,而且它們提供了一種高度可及的方式,將可靠的風(fēng)能引入分布式電力系統(tǒng)。
Aeromine在Barnard測試中表現(xiàn)良好。在休斯敦大學(xué)的支持下,它還將其設(shè)備提交給桑迪亞國家實驗室進行測試–事實上桑迪亞直接參與了開發(fā)。它聲稱收獲的潛在風(fēng)能不超過貝茨極限的1/3到1/2。
與桑迪亞合作編寫的一份技術(shù)性能分析報告,利用德克薩斯理工大學(xué)的風(fēng)洞,指出“通過用可靠的設(shè)計掃除大面積的風(fēng),AeroMINEs克服了困擾其他分布式風(fēng)能解決方案并阻礙分布式風(fēng)能在能源市場發(fā)揮重大作用的挑戰(zhàn)”。報告還指出,當(dāng)氣流從較高的攻角到達設(shè)備時,能量提取得到了提升,同時也有一些空氣動力學(xué)的不穩(wěn)定性。
Aeromine公司說, BASF正在密歇根州懷安多特的制造廠測試該系統(tǒng)–盡管它沒有說已經(jīng)安裝了多少個裝置,或者有多少容量。研究人員希望這個位于箱子上的超高裝置只是一個臨時原型,設(shè)計成超級容易添加和移除,最終產(chǎn)品將與屋頂平齊,其管道和渦輪機安裝在表面之下。
無論怎樣,盡管該公司目前愿意發(fā)布的信息有限,但這看起來可能是分布式屋頂風(fēng)能的一個令人印象深刻的進步。
拓展知識:
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