Sebagai fenomena semula jadi yang merosakkan, ribut taufan adalah antara saham berwajaran tinggi. Sekiranya bukan untuk angin berkuasa angin dan runtuhan projektil, maka untuk banjir yang besar yang mengakibatkan ketika seseorang membuat daratan dan gerai, badai adalah sekeping kerja yang buruk. Cuma tanya kepada penduduk pantai Carolina dan Georgia minggu ini kerana mereka merosakkan diri dari banjir hujung minggu Hurricane Matthew.
Kandungan Terkait
- Bolehkah Ladang Angin Luar Pesisir Sebenarnya Hujan Daripada Hujan?
- Mengapa NOAA Masih Hantar Juruterbang Ke Hujan?
Dari segi tenaga yang tersimpan dan dilepaskan, ribut taufan besar. Siklon tropika "purata" anda mungkin melepaskan bersamaan dengan 600 tanawat tenaga, dengan seperempat peratus itu sebagai angin; sebahagian besar tenaga dalam taufan adalah dalam bentuk haba yang disimpan dan dilepaskan sebagai wap air yang menampung hujan.
Oleh itu, walaupun angin adalah sebahagian kecil daripada pengeluaran tenaga angin badai keseluruhan, ia masih menjana kuasa yang besar: sekitar 1.5 terawatt, atau lebih daripada satu perempat daripada kapasiti penjanaan elektrik semasa di dunia sebanyak 5.25 terawatt. Angin dari satu badai hanyalah lombong emas tenaga bersih.
Tetapi seperti tanggapan saya yang seperti kanak-kanak bahawa seseorang boleh menyelesaikan masalah tenaga dunia hanya dengan menjalankan kord lanjutan yang besar kepada matahari, bagaimana sebenarnya seseorang pergi mengejar taufan untuk menuai tenaga mereka?
Cabarannya adalah jelas. Batu luas, yang terbentuk di lautan terbuka, dengan lorong-lorong melompat yang jarang menyerang kawasan pantai yang sama dua kali, ia tidak mudah atau bahkan diinginkan untuk merampas sebuah ladang angin mudah alih di jalan ribut lumbering. Sebaliknya, sesetengah penyelidik mensasarkan sistem penjanaan elektrik sepanjang hayat yang dapat menahan pasukan taufan, tetapi juga dapat memanfaatkan potensi bertambah daya ketika badai tidak mogok.
Satu pendekatan telah memikirkan semula turbin angin itu sendiri. Di Jepun, CNN melaporkan mengenai satu reka bentuk usahawan usahawan biasa untuk menghapuskan bilah-bilah rentan. Atsushi Shimizu, pengasas permulaan tenaga Challenergy, membina reka bentuk gaya "telur beater" yang anggun, dengan bilah menegak diapit antara platform atas dan bawah yang direka untuk menahan taufan ganas Jepun. Boleh beralih ke arah yang sama tetapi juga diketatkan untuk mengawal kadar pusingan turbin, reka bentuk Shimizu menampung corak angin Jepun yang tidak dapat diramalkan sementara juga menghalang kerosakan yang disebabkan oleh putaran yang tidak terkawal.
Prototaip medan pertama dipasang di Okinawa pada tahun 2016. Turbin itu didakwa dapat menangkap tenaga dari angkatan angkat berputar angin kencang, yang dikenali sebagai kekuatan Magnus, serta angin lurus. Tetapi laporan Challenergy di laman web mereka bahawa mereka tidak mempunyai anggaran lagi untuk penjanaan kuasa dan angin maksimum yang berkekalan.
Turbin berlian konvensional mesti dikunci semasa ribut, menghentikan pengeluaran tenaga. Badai berat dengan angin kencang boleh menyebabkan mereka gagal bencana jika mekanisme kunci gagal, seperti yang berlaku dengan satu turbin pada tahun 2011 di Ayrshire, England.
Lain-lain telah merancang turbin angin paksi menegak, tetapi pelbagai paksi mendatar mendatar dengan bilah panjang kekal standard kerana kemampuan dan kecekapan mereka.
Arindam Gan Chowdhury dan pasukannya menguji Aerialnamic Mitigation and Power System (AMPS) mereka dengan visualisasi aliran menggunakan asap dan kerikil. (Arindam Gan Chowdhury) Di Miami, Arindam Gan Chowdhury menjalankan makmal angin di Pusat Penyelidikan Badai Antarabangsa Florida International University. Terdiri daripada 12 peminat bank, masing-masing dikuasai oleh motor berkapasiti 700 kuda, "Wall of Wind" ini dapat menghasilkan tempayan sehingga 157 batu sejam, bersamaan dengan taufan Kategori 5. Penyelidikan Chowdhury memberi tumpuan terutamanya untuk mengurangkan kesan angin terhadap bangunan, tetapi projek baru-baru ini menambahkan dimensi baru: penjanaan kuasa semasa mengganggu angin yang merosakkan.
Bersama dengan jurutera mekanikal FIU, Andres Tremante, Chowdhury mencipta sistem turbin skru seperti yang dapat dipasang ke seluruh buaian atau talang bangunan. Digelar AMPS, untuk Pengurangan Aerodinamik dan Sistem Kuasa, hamparan turbin yang panjang mengganggu vorteks udara yang kuat yang dihasilkan oleh angin kencang apabila mereka menyerang sebuah bangunan dan bergerak ke atas dan di atas garis bumbung. Pusaran-pusaran ini bertanggungjawab terhadap majoriti kerosakan bumbung, merobek jubin dan sirap dan membenarkan hujan masuk, dan bahkan menghisap bumbung ke dalam bangunan kerana mereka membuat angkat ke atas sepanjang margin yang tajam.
"Kami tidak cuba menjinakkan taufan, " kata Chowdhury. "Mengurangkan kesan angin ke atas bangunan adalah kriteria pertama kami. Tetapi seperti yang kita lakukan, kita fikir, mengapa tidak mencipta sesuatu yang dinamik, yang boleh memecahkan angin itu dan juga mengubahnya menjadi rakan yang menghasilkan tenaga hijau. "
Visi beliau untuk teknologi, yang mempunyai paten yang belum selesai, ialah ia boleh digunakan untuk membuat bangunan individu lebih mampan sementara juga mengurangkan kerosakan yang ditanggung mereka dari mana-mana tahap ribut, di mana sahaja di negara ini. Walaupun mereka masih menjalankan ujian pada sistem, Chowdhury mengatakan bahawa turbin juga harus membantu mengurangkan kerosakan akibat angin berhampiran sistem tornado (tetapi mungkin tidak dalam hit langsung). Dan dengan memberi makan elektrik sama ada ke grid perbandaran atau mengecas sistem bateri rumah yang sama seperti yang sedia ada untuk panel solar, Chowdhury berkata elektrik yang dijana oleh rumah tunggal ketika badai tingkat pemadaman dapat dengan mudah memberi peti sejuk kecil, telefon bimbit, komputer riba dan beberapa lampu selama beberapa hari.
"Setiap bangunan perlu menjadi cukup diri, " katanya. "Orang perlu bersedia untuk apa-apa malapetaka, dan dapat membekalkan tenaga mereka sendiri daripada bergantung kepada kuasa yang dihasilkan grid."
AMPS boleh menghasilkan jumlah tambahan kuasa walaupun dari mana-mana, lima hingga tujuh batu-sejam angin yang berlaku siang dan malam di seluruh planet, menurut Chowdhury.
Beberapa syarikat bumbung besar telah menyatakan minat terhadap kemungkinan mengkomersialkan konsep itu, tambahnya, dan dia dan rekan-rekannya bekerja dengan arkitek untuk menghasilkan reka bentuk estetika yang menarik yang akan meningkatkan bumbung.
PB3 PowerBuoy Power Power dikerahkan di luar pantai New Jersey (Ocean Power Technologies) 
Di Kaneohe Bay di Pangkalan Laut Marin Hawaii di luar pantai Oahu, kehidupan marin di sekeliling daya saing PowerBuoy, yang berfungsi sebagai terumbu tiruan. (Ocean Power Technologies) 
Apabila dibebankan sepenuhnya oleh tindakan gelombang, pelampung menunaikan tenaga yang berlebihan sebagai haba, mungkin insentif untuk ikan dan pengunjung laut lain untuk bersembunyi di sekitar. (Ocean Power Technologies) Angin ribut tidak berkuasa dan merosakkan diri dan mereka sendiri, tetapi mereka juga membuat bahaya di mana bumi memenuhi laut, dalam bentuk gelombang besar. Satu syarikat yang berpangkalan di New Jersey dapat menyaksikan secara langsung bagaimana pelampung tenaga gelombangnya dilakukan semasa Badai Irene 2011, dengan beberapa petunjuk yang menggembirakan bahawa gelombang gergasi yang dihasilkan oleh badai dan taufan mungkin satu hari memberikan peningkatan kuasa ketika mereka melewati.
Deborah Montagna, naib presiden perniagaan dan pembangunan projek Ocean Power Technologies, berkata PB3 PowerBuoys syarikat mempunyai keupayaan untuk terus menjana kuasa untuk mengecas bateri yang boleh menyimpan dari 44 hingga 150 kilowatt jam. Sepanjang tempoh tenang, tenaga yang cukup untuk memberi kuasa kepada apa-apa yang berkaitan dengannya selama beberapa hari, bergantung kepada keperluan kuasa item itu. Apabila bateri dicas sepenuhnya, tenaga yang berlebihan dilepaskan sebagai haba, yang dikatakan oleh Montagna kehidupan marin terutamanya nampaknya nikmat.
Pada tahun 2011, apabila Taufan Irene menyapu pesisir timur, rakan-rakan Tentera Laut AS dan rakan-rakan keselamatan Homeland Security terus bertanya sama ada syarikat itu akan membawa pelampung ujian 10, 000-ton mereka di pantai New Jersey menjelang ribut. Nope, syarikat itu berkata: kami mahu meninggalkannya di sana dan melihat apa yang berlaku.
Di bawah keadaan biasa pelampung akan menghantar laporan setiap jam mengenai penjanaan kuasa dan analitik lain-dan terus melakukannya sepanjang Irene.
"Kami terus mendapat laporan lengkap tentang prestasinya, dan kami menjana kuasa sepanjang Hurricane Irene, " kata Montagna. "Jika kita mempunyai graf, anda akan dapat melihat lompat besar dalam penjanaan kuasa pada hari ribut. Kami merancang untuk bertahan dalam ribut 100 tahun, tetapi anda tidak tahu bila ia akan muncul. "
Syarikat itu bekerja dengan Angkatan Laut di Hawaii pada tahun 2010 untuk menunjukkan bagaimana pelampung dapat disambungkan ke grid kuasa darat, tetapi memetik kekurangan teknologi matang sepenuhnya, syarikat baru-baru ini memberi tumpuan lebih banyak untuk menghasilkan kuasa atas permintaan untuk aplikasi di laut, seperti pelantar minyak, kapal penyelidikan atau peralatan pengawasan bawah laut.
Di Miami, Chowdhury mengatakan bahawa Matthew tidak menyebabkan sebarang kerosakan terhadap bangunan, tetapi angin 100 mil-an-jam di sana telah mengetuk kuasa kepada beribu-ribu. Orang ramai terus menguji teori untuk meredakan atau menuai tenaga ribut taufan, tetapi setakat ini, tiada apa yang berlaku.
"Saya memberitahu pelajar saya, bukannya cuba bermain dengan taufan, mengapa tidak membina sesuatu yang lebih pintar dan lebih berdaya tahan?" Katanya.
