Pe măsură ce fenomenele naturale distructive merg, uraganele sunt printre greutățile grele. Dacă nu pentru vânturile forțelor și resturile proiectilelor rezultate, atunci pentru inundațiile masive care rezultă în momentul în care cineva se apropie și se oprește, un uragan este o lucrare urâtă. Întreabă-i rezidenții din Carolinas și Georgia de pe coasta săptămânii, în timp ce se descotorosesc de înăbușirea de weekend a uraganului Matthew.
Continut Asemanator
- Ar putea fermele eoliene offshore să elimine efectiv ploaia împotriva uraganelor?
- De ce NOAA încă trimite piloți în uragane?
În ceea ce privește energia stocată și eliberată, uraganele împachetează un pumn imens. Ciclonul dvs. „mediu” tropical ar putea elibera echivalentul a 600 terawatts de energie, cu un sfert de procent din cel al vântului; marea majoritate a energiei dintr-un uragan este sub formă de căldură stocată și eliberată pe măsură ce vaporii de apă se condensează în ploaie.
Așadar, deși vântul este doar o mică parte din producția totală de energie a unui uragan, totuși generează mari cantități de energie: în jur de 1, 5 terawati, sau puțin peste un sfert din capacitatea totală de generare electrică a lumii de 5, 25 terawati. Vântul dintr-o singură furtună este o mină de aur cu energie curată.
Dar, la fel ca propria mea idee copilărească, că cineva ar putea rezolva problemele energetice ale lumii, pur și simplu rulând un cablu de extensie imens către soare, cum se întâmplă exact despre alungarea uraganelor pentru a-și recolta energia?
Provocările sunt evidente. Mile largi, care se formează în oceanul deschis, cu trasee meandre care rareori lovesc de două ori aceeași zonă a coastei, nu este simplu sau chiar de dorit să aruncați un parc eolian mobil pe calea unui uragan plictisitor. În schimb, unii cercetători urmăresc sisteme de producere a energiei electrice non-stop, care pot rezista forțelor de uragan, dar care pot profita și de potențialul crescut de putere atunci când o furtună se lovește.
O abordare a fost o regândire a turbinei eoliene în sine. În Japonia, CNN a raportat despre o reproiectare a unui antreprenor a ventilatorului comun pentru a elimina lamele vulnerabile. Atsushi Shimizu, fondator al startup-ului energetic Challenergy, a construit un design elegant, în stilul „bătătorului de ou”, cu lamele verticale ascuțite între platformele superioare și inferioare, concepute pentru a rezista violentelor tifoane ale Japoniei. Capabil să se întoarcă în ambele direcții, dar, de asemenea, strâns pentru a regla viteza de rotație a turbinei, designul lui Shimizu se potrivește modelelor de vânt imprevizibile ale Japoniei, prevenind în același timp daunele cauzate de rotația necontrolată.
Primul prototip de câmp a fost instalat la Okinawa în 2016. Se presupune că turbina este capabilă să capteze energia din forțele de ridicare rotative ale vânturilor puternice, cunoscute sub numele de forțe Magnus, precum și din vânturile liniare. Dar Challenergy raportează pe site-ul său web că nu au încă estimări pentru generarea de energie și vânturile maxime susținute.
Turbinele cu lame convenționale trebuie blocate în timpul furtunilor, oprind producția de energie. Furtunile puternice cu vânturi puternice pot determina ca acestea să eșueze catastrofal dacă mecanismul de blocare nu reușește, așa cum s-a întâmplat cu o turbină din 2011 în Ayrshire, Anglia.
Alții au proiectat turbine eoliene cu axă verticală, dar varietatea familiară cu axa orizontală cu lame lungi rămâne standardul datorită accesibilității și eficienței lor.
Arindam Gan Chowdhury și echipa sa își testează sistemul de atenuare și putere aerodinamică (AMPS) cu această vizualizare a fluxului folosind fum și pietriș. (Arindam Gan Chowdhury) În Miami, Arindam Gan Chowdhury conduce un laborator eolian la Centrul Internațional de Cercetare a Uraganelor din Universitatea Internațională din Florida. Constând dintr-o bancă de 12 ventilatoare, fiecare alimentată de un motor de 700 de cai putere, acest „Zid al Vântului” poate genera temperaturi de până la 157 mile pe oră, echivalentul unui uragan din categoria 5. Cercetările lui Chowdhury se concentrează în principal pe atenuarea impactului vântului asupra clădirilor, dar un proiect recent a adăugat o nouă dimensiune: generarea de energie în timp ce perturba vânturile dăunătoare.
Alături de inginerul mecanic FIU Andres Tremante, Chowdhury a conceput un sistem de turbine asemănătoare cu șuruburi, care pot fi montate pe întreaga lungime a streașilor sau jgheaburilor unei clădiri. AMPS numit, pentru Mitigarea Aerodinamică și Sistemul de Putere, întinderile lungi de turbine întrerupe vortexurile puternice de aer generate de vânturile puternice în timp ce lovesc o clădire și se deplasează în sus și peste linia acoperișului. Aceste vortexuri sunt responsabile pentru majoritatea pagubelor acoperișului, spargând țiglele și zona zoster și permit să intre ploaia și chiar suge acoperișurile chiar de pe clădiri, deoarece creează un ascensor în sus de-a lungul marjelor ascuțite ale structurilor.
„Nu încercăm să îmblânzim uraganele”, spune Chowdhury. „Reducerea efectului vântului asupra clădirilor este primul nostru criteriu. Dar, în timp ce facem asta, ne-am gândit, de ce să nu creăm ceva care să fie dinamic, care să poată sparge vântul și să-l transforme și într-un prieten care produce energie verde. ”
Viziunea sa pentru această tehnologie, care are un brevet pendent, este că poate fi folosită pentru a face mai durabile clădirile individuale, reducând totodată daunele pe care le suportă de la orice nivel de furtună, oriunde în țară. Deși continuă să efectueze teste pe sistem, Chowdhury spune că turbinele ar trebui să contribuie chiar la reducerea daunelor provocate de vânturile din apropierea sistemelor de tornadă (dar probabil că nu sunt în mod direct). Și alimentând electricitate fie într-o rețea municipală, fie încărcând sisteme de baterii casnice similare cu cele care există deja pentru panouri solare, Chowdhury spune că energia electrică generată de o singură locuință în timpul unei furtuni la nivel negru ar putea alimenta cu ușurință un mic frigider, telefon mobil, laptop și mai multe lumini pentru o mână de zile.
„Fiecare clădire trebuie să fie cât mai autosuficientă”, spune el. „Oamenii trebuie să fie pregătiți pentru orice fel de catastrofă și să-și poată furniza propria energie în loc să se bazeze pe energia generată de rețea.”
AMPS poate genera cantități suplimentare de putere chiar și de la vânturile omniprezente, de cinci până la șapte mile pe oră, care apar zi și noapte pe întreaga planetă, potrivit Chowdhury.
Mai multe companii mari de acoperișuri și-au exprimat deja interesul pentru posibilitatea comercializării conceptului, adaugă el, iar el și colegii săi colaborează cu arhitecți pentru a crea designuri atractive estetic care ar îmbunătăți linia acoperișului.
PB3 PowerBuoy al Ocean Power Technologies dislocat în largul coastei New Jersey (Ocean Power Technologies) 
În Golful Kaneohe de la Marine Corps Base Hawaii, în largul coastei Oahu, viața marină se întinde în jurul unei ancore de fond PowerBuoy, care servește ca un recif artificial. (Ocean Power Technologies) 
Atunci când este complet încărcată de acțiunea valurilor, boia descarcă excesul de energie sub formă de căldură, poate un stimulent pentru pești și alți vizitatori marini să pândească în apropiere. (Ocean Power Technologies) Vânturile uraganelor nu sunt puternice și dăunătoare în sine, dar creează, de asemenea, pericole acolo unde pământul se întâlnește cu marea, sub formă de valuri mari. O companie din New Jersey a fost martora de prima manieră a performanțelor sale de energie valabilă în uraganul Irene din 2011, cu câteva indicii promițătoare că valurile uriașe generate de uragane și tifoane pot oferi, într-o zi, impulsuri de putere atunci când trec.
Deborah Montagna, vicepreședinte de afaceri și dezvoltare de proiecte pentru Ocean Power Technologies, spune că companiile PB3 PowerBuoys au capacitatea de a genera continuu energie pentru a încărca baterii care pot stoca de la 44 la 150 de kilowati la oră. În perioadele de calm complet, aceasta este suficientă energie pentru a furniza energie la orice este conectat timp de câteva zile, în funcție de cerințele de putere ale acelui element. Când bateria este complet încărcată, excesul de energie este eliberat sub formă de căldură, ceea ce Montagna spune că viața marină pare să se bucure în special.
În 2011, când uraganul Irene a urcat pe malul estic, partenerii Marine Power și Homeland Security din Ocean Power au continuat să întrebe dacă compania va aduce o flotă de testare de 10.000 de tone, situată pe malul New Jersey, înaintea furtunii. Nu, compania a spus: vrem să o lăsăm acolo și să vedem ce se întâmplă.
În condiții normale, boia ar trimite rapoarte orare cu privire la generarea sa de energie electrică și alte analize - și a continuat să facă acest lucru în întreaga Irene.
„Am continuat să obținem rapoarte complete cu privire la performanțele sale și am generat energie prin uraganul Irene”, spune Montagna. „Dacă am avea un grafic, în ziua furtunii puteți observa un salt mare în generația de energie. L-am proiectat pentru a supraviețui furtunii de 100 de ani, dar nu știi niciodată când va apărea asta. ”
Compania a colaborat cu Marina din Hawaii în 2010 pentru a demonstra modul în care geamurile ar putea fi agățate în rețelele de energie terestră, dar invocând o lipsă de tehnologie complet maturizată, compania s-a concentrat recent mai mult pe generarea de energie la cerere pentru aplicații pe mare, cum ar fi platformele petroliere, navele de cercetare sau echipamentele de monitorizare submarină.
În Miami, Chowdhury spune că Matthew nu a provocat daune clădirilor, dar vânturile de 100 de mile pe oră au eliminat puterea la mii. Oamenii continuă testarea teoriilor pentru a amortiza sau recolta energia uraganelor, dar până în prezent, nimic nu s-a oprit.
„Le spun elevilor mei, în loc să încerce să se joace cu uraganul, de ce să nu construiesc lucruri care sunt mai inteligente și mai rezistente?”, Spune el.
