Los mga wind turbine Isa sila sa pinakamahalagang mapagkukunan ng nababagong enerhiya sa mundo, na gumagawa ng humigit-kumulang 4% ng pandaigdigang kuryente. Gayunpaman, ang pananaliksik ng mga siyentipiko sa Sorbonne sa Paris ay nakahanap ng isang makabagong solusyon na maaaring mapataas ang kahusayan ng mga turbine na ito ng hanggang 35%, na inspirasyon ng flexibility ng mga pakpak ng insekto.
Ayon sa isang pag-aaral na inilathala sa magasin agham, ang mga kasalukuyang wind turbine ay hindi kasing episyente ng maaari. Karaniwang iniisip na ang pag-ikot ng mga rotor sa mas mataas na bilis ay makakabuo ng mas maraming enerhiya, ngunit hindi ito ang kaso. Sa katunayan, sa mataas na bilis, ang mga blades ay kumikilos nang higit bilang isang hadlang kaysa bilang isang kasangkapan upang gamitin ang hangin. Ang susi sa kahusayan ay ang paghahanap ng pinakamainam na mga rate ng pag-ikot, tulad ng ipinaliwanag ng physicist na si Vicent Coghet ng Unibersidad ng Paris-Sorbonne.
Ang hamon ng pag-optimize ng enerhiya ng hangin
Upang i-maximize ang produksyon ng enerhiya, ang hangin ay dapat tumama sa wind turbine blades sa tamang anggulo, na kilala bilang "Anggulo ng pagkahilig». Tinitiyak nito na ang tumpak na dami ng metalikang kuwintas ay inilalapat sa generator. Gayunpaman, dahil sa katigasan ng mga tradisyonal na materyales, ang mga wind turbine ay hindi palaging makakaangkop sa iba't ibang kondisyon ng hangin.
Sa kabaligtaran, ang mga pakpak ng insekto, na nababaluktot, ay nakakamit ng mas mahusay na kontrol sa aerodynamic. Ang mga nilalang na ito ay nakikinabang sa kakayahang tumugon sa mga agos ng hangin, natural na yumuko upang mabawasan ang paglaban at maiwasan ang pinsala.
Pagtitiklop ng mga pakpak ng insekto sa mga wind turbine
Para ilapat ang flexibility na ito sa mga wind turbine, gumawa si Cognet at ang kanyang team ng maliliit na prototype na wind turbine na may tatlong magkakaibang uri ng blades: matigas, moderately flexible y napaka-kakayahang umangkop. Ang mga flexible blades ay ginawa gamit ang polyethylene terephthalate, habang ang mga matigas ay ginawa gamit ang a gawa ng tao dagta. Ang mga pagsubok na isinagawa sa mga wind tunnel ay nagpakita ng mga resultang nagpapakita.
Ang sobrang nababaluktot na mga blades ay hindi epektibo, dahil sila ay naging masyadong malata upang makabuo ng sapat na kapangyarihan. Gayunpaman, ang katamtamang kakayahang umangkop na mga blades ay nalampasan ang mga matibay sa pamamagitan ng pagtaas ng kapangyarihan na nabuo ng hanggang 35%. Bilang karagdagan, ang mga turbin na ito ay maaaring umangkop sa isang mas malawak na hanay ng bilis ng hangin.
Karamihan sa mga pagpapabuti ay dahil sa mga awtomatikong pagbabago sa lean angle. Habang itinutulak ng hangin ang mga blades pasulong o ang epekto ng sentripugal sa kanila pabalik, iba-iba rin ang mga anggulo ng pitch. Ang mga pagsubok ay nagpahiwatig na ang mga anggulo ay higit pa «buksan»ay mas epektibo sa mababang bilis, habang mas «sarado» sila ay nasa mas mataas na bilis.
Scalability at hinaharap ng teknolohiya
Ang susunod na hamon ay ang sukatin ang mga inobasyong ito upang mailapat ang mga ito sa mga industrial-sized na turbine. Bagama't magtatagal ang teknolohiyang ito, ang mga eksperto tulad ni Asfaw Beyene ng Unibersidad ng San Diego ay naniniwala na ang pagkamit ng 35% na pagtaas sa kahusayan ay ganap na posible.
Ang V164 wind turbine: ang pinakamalakas sa mundo
Ang isa pang pangunahing pagsulong sa enerhiya ng hangin ay nagmumula sa kumpanyang Danish MHI Vestas Offshore Wind, na nagpresenta ng pinakamalakas na wind turbine sa mundo. Ang wind turbine na ito, na tinatawag na V164, ay sinira ang lahat ng mga rekord ng produksyon, na bumubuo ng 216.000 kWh sa loob ng 24 na oras at nagpapakita na ang pagganap ng enerhiya ay maaaring tumaas nang malaki sa mga kondisyon ng dagat.
Ang V164 ay may taas na 220 metro at tumitimbang ng 38 tonelada, na may 80-meter blades na nagbibigay ng malawak na lugar na 21.124 metro kuwadrado. Ang mga katangiang ito ay nagbibigay-daan sa turbine na mas mahusay na samantalahin ang mga bilis ng hangin sa malayo sa pampang, na sa pangkalahatan ay mula 12 hanggang 25 m/s.
Ang bagong modelong ito ay idinisenyo upang makayanan ang matinding mga kondisyon ng Hilagang Dagat, na nagbibigay ng kapaki-pakinabang na buhay na 25 taon at ang posibilidad na ma-recycle sa pagtatapos ng ikot nito. Hindi lamang nito ginagawang mas environment friendly ang turbine, ngunit isa ring mas matipid na opsyon salamat sa pinababang gastos sa pag-install at pagpapanatili.
Ang hinaharap ng lakas ng hangin
La kamalayan sa ekolohiya at takot sa kahihinatnan ng pagbabago ng klima Isinusulong nila ang pagbuo ng mga mapagkukunan ng nababagong enerhiya tulad ng lakas ng hangin. Ang mga bagong teknolohiya, tulad ng mga inspirasyon ng mga pakpak ng insekto, ay maaaring makabuluhang mapabuti ang kahusayan ng mga wind turbine, habang ang mga makabagong disenyo tulad ng V164 ay nagpapakita na posible na mapanatili ang pagpapanatili sa isang malaking sukat.
Sa mga darating na taon, malamang na patuloy tayong makakita ng mga pagpapabuti sa disenyo at kahusayan ng mga wind turbine, na nagbibigay-daan sa mas malinis na enerhiya at binabawasan ang pag-asa sa mga fossil fuel. Sa huli, ang kumbinasyon ng biomimetics at advanced na engineering ay nagtuturo ng daan patungo sa isang mas berde at mas napapanatiling hinaharap.