شما اینجا هستید
صفحه اصلی > از دست ندهید! > توربین بادی با الهام از مرغ مگس خوار

توربین بادی با الهام از مرغ مگس خوار

توربین های بادی؛ با الهامم از مرغ مگس خوار

مقدمه

استفاده از توربین بادی یکی از راه های مفید برای تولید انرژی پاک می باشد. اما این راه مشکلاتی نیز دارد. به عنوان مثال سر و صدای زیاد و همچنین اندازه ی بزرگ روتور، استفاده از این مدل توربین بادی را در مناطق مسکونی عملا غیرممکن می سازد.
مبدل “تایر ویند” با طراحی متفاوت به جای روتور های بزرگ، از دو بال متحرک برای به کار گرفتن انرژی جنبشی باد بهره می برد.

 

ایده

طراحی بر اساس حرکات بال مرغ مگس خوار، استفاده از حرکت خطی به جای حرکات گردشی را ممکن می سازد. این ویژگی باعث می شود مبدل آلودگی صوتی به مراتب کمتری تولید کند، فضای کمتری اشغال کند و همچنین خطر جانی برای پرندگان را به کمترین حد می رساند! (پرندگان مرده پراکنده شده اطراف محل زندگیتان احتمالا صورت خوشی ندارد!)                                                                      

“تایر ویند”دارای دوبال به طول ۱٫۶ متر (جمعا به طول ۳٫۲ متر در برابر قطر حدود ۴۰ متری توربین های معمول) است که به صورت رفت و برگشتی حرکت می کنند.
به دلیل تبدیل حرکت خطی به چرخشی، توان این نوع مبدل از توربین های سنتی به مراتب کمتر است. (توان خروجی حدود ۱ کیلو وات که بسیار کمتر از توربین های معمول با توان چند صد کیلو وات می باشد.)
با این حال تولید آلودگی صوتی به مراتب کمتر و ظاهر زیباتر، امکان استفاده از این نوع مبدل را در مناطق مسکونی و با تراکم بالاتر فراهم می آورد.

در حال حاضر این مبدل، در مراحل آزمایشی قرار دارد. از جمله آزمایش های مختلف برای تعیین بازده، ایرودینامیک، مقاومت مواد سازنده و پایداری. بنابراین هنوز تا تولید انبوه و استفاده در مقیاس های بزرگ راه زیادی باقیست.

 

الگو برداری زیستی

الگوبرداری زیستی به تأمل در پدیده ­های طبیعی به منظور پیدا کردن راه حل برای مسائل مهندسی و طراحی گفته می شود. مبدل “تایر ویند” مثال خوبی از این موضوع است؛ الهام گرفته شده از طبیعت به منظور حفظ بهتر آن.

 

 

طراحی

ریخت شناسی بال پرندگان به منظور تلاش برای تقلید حرکات بال آن ها، طی قرن ها توسط دانشمندان مختلف مطالعه شده است. طراحی های داوینچی به خوبی نشانگر این موضوع است.
تحقیقات نشان می دهد مرغ مگس خوار یکی از پربازده ترین پرندگان از لحاظ مصرف انرژی می باشد. آناتومی خاص این پرنده برایش این امکان را فراهم میکند که بین ۵۰ تا ۲۰۰ بار در ثانیه بال بزند. تقلید حرکات بال این پرنده اساس طراحی مبدل “تایر ویند” می باشد.

مبدل باد عمود محور “تایر”، با استفاده از بال های طراحی شده بر اساس مرغ مگس خوار، قدرت باد را به کار می گیرد. این توربین با روش های شبیه سازی و نرم افزار های قدرتمند مدل شده است. تصویر زیر حرکت بال مرغ مگس خوار و تأثیر آن بر جریان هوا را نشان می دهد.(برای مشخص شدن این تأثیر از آب استفاده شده است.)

 

بازدهی

بر اساس آزمایشات انجام شده “تایر” مبدلی با بازده بالا می باشد. چنین بازدهی به دلیل ویژگی های سینماتیکی، آیرودینامیکی و مساحت جاروب کننده کمتر نسبت به توربین های معمول ممکن شده است.(مبدل در هر دو فاز حرکت رو به بالا و رو به پایین کار تولید می کند.)

 

مزایا

مبدل “تایر ویند” قادر است برایند نیروهای برآ و پسا را تبدیل به کار کند. در نتیجه سطح نیروی پسای وارد به بدنه مقدار پایینی دارد. این ویژگی دو مزیت دارد: یک این که پایه ی آن در مقایسه با توربین های سنتی استحکام کمتری میطلبد و در نتیجه هزینه ساخت آن کاهش می یابد. دو این که در برابر بادهای با سرعت بالا مقاومت بیشتری دارد و در نتیجه انرژی خروجی بیشتری تولید می­کند.
از طرفی چون بال ها دارای حرکت نوسانی رفت و برگشتی هستند، این مبدل وُرتکس(گردبادی) محدودتری ایجاد می کند و در نتیجه مبدل ها را با تراکم بیشتری می توان در کنار هم نصب کرد.
مزیت مهم دیگر، امکان سوار کردن دو مبدل بر روی یک پایه می باشد که در ارتفاع های متفاوت قرار می گیرند. در نتیجه از فضا به صورت مطلوب تری می توان استفاده کرد و انرژی الکتریکی تولیدی در کیلومتر مربع را بالا می برد.

منابع:

http://www.tyerwind.com/

http://www.coolthings.com/tyer-wind-converter-flapping-wings-turbine/

 

۴٫۸ (۹۵%) ۱۶ votes

علی رفیعی
دانشجوی مهندسی مکانیک، علاقه مند به جامدات

پاسخ دهید