تولید برق حتی با وزش یک نسیم در محیط های شهری در طرحی که قابلیت تولید انبوه دارد

انرژی‌های تجدیدپذیر در حال حاضر با پیشرفت‌های مستمر در حوزه نوآوری‌ها بهبود کارایی و پایداری تولید انرژی را تجربه می‌کنند. یکی از جدیدترین و جذاب‌ترین راه‌حل‌ها در زمینه انرژی بادی، توربین مدولار و قدرتمند «سنجاقک» است که توسط دفتر معمار مشهور رنزو پیانو و در همکاری با شرکت ENEL Green Power طراحی شده است. این طراحی انقلابی، به انرژی بادی این امکان را می‌دهد که نقش بسیار مؤثری در مناطقی ایفا کند که معمولاً به دلیل شرایط خاص، امکان استفاده از توربین‌های بادی در آن‌ها فراهم نبوده است.

توربین‌های بادی سنتی، با طراحی دو یا سه‌پره خود، یکی از منابع اصلی تولید انرژی تجدیدپذیر به‌شمار می‌روند. با این حال، این توربین‌ها دارای محدودیت‌هایی از جمله نیاز به فضاهای وسیع، آلودگی صوتی بالا و عدم کارایی در سرعت‌های باد پایین هستند. به همین دلیل، پژوهشگران و مهندسان به دنبال توسعه تکنولوژی‌های جدیدتر و کارآمدتر در این حوزه هستند.

توربین پروانه‌ای یا سنجاقکی، یک نوآوری جدید در صنعت انرژی بادی است که با طراحی مدولار و دوپره خود، قادر به جذب انرژی از بادهای ضعیف‌تر است و در عین حال با ابعاد کوچک و کارایی بالا، تأثیرات منفی محیطی را کاهش می‌دهد. این توربین، علاوه بر عملکرد بهینه در فضاهای محدود شهری، به‌عنوان یک گزینه مناسب برای جایگزینی توربین‌های بادی سنتی مطرح می‌شود.

تولید برق حتی با وزش یک نسیم

دینامیک پرواز بال‌های حشراتی مانند پروانه و سنجاقک، مبنای اصلی طراحی توربین‌های جدیدی است که می‌تواند با حداقل وزش باد، برق تولید کنند. نکته جالب توجه در مورد این طرح آن است که در کنار توانایی جذب انرژی از نسیم‌های ضعیف، این توربین‌ها مقاومت بسیار خوبی نیز در برابر وزش بادهای شدید دارند.

بر خلاف توربین‌های بادی سنتی که معمولاً دارای سه پره هستند، توربین پروانه دارای طراحی باریک و دو پره است. این ویژگی‌ها نه تنها باعث افزایش آیرودینامیک می‌شود، بلکه از نظر بصری نیز کمتر آلودگی ایجاد می‌کند. برای ساخت این توربین از مواد کامپوزیتی سبک از جمله پلی‌کربنات و کربن استفاده شده که علاوه بر مقاومت بالا، کارایی بالاتری نیز دارد.

طبق اعلام تیم سازنده، مدل بال پروانه که در برخی منابع از آن با نام «توربین بادی سنجاقک نامرئی» نیز یاد می‌شود، به نحوی طراحی شده تا در سرعت‌های بسیار پایین (تا ۲ متر بر ثانیه) نیز کار کند، در حالی که بسیاری از توربین‌های بادی معمولی در چنین سرعت‌هایی یا هیچ عملکردی ندارند یا کارایی بسیار پایین‌تری دارند. این ویژگی به توربین پروانه‌ای این امکان را می‌دهد که در شرایطی مانند بادهای ضعیف یا ارتفاعات پایین که توربین‌های بادی معمولی کارایی ندارند، عملکرد بهتری ارائه دهد. در نتیجه، این توربین کاربردهای بیشتری در مناطق شهری و روستایی دارد که در آن‌ها نصب توربین‌های بادی سنتی غیرممکن یا غیرعملی است.

توربینی که در منظر طبیعی ادغام می‌شود

یکی از مشکلات اصلی توربین‌های بادی سنتی، تأثیرات بصری و صدای ناشی از آن‌هاست که می‌تواند بر محیط زیست و جوامع محلی تأثیر منفی بگذارد. در طراحی توربین پروانه، این نگرانی‌ها به‌طور مؤثری از طریق طراحی ساده و کارآمد حل شده‌اند. در هنگام غیرفعال بودن، پره‌های توربین به‌طور عمودی و در کنار تیرک جمع می‌شوند که باعث می‌شود توربین به‌طور کلی حضور ناپیدا و غیر مزاحم داشته باشد.

با ارتفاع تنها ۲۰ متر و قطر پره‌ها ۳۵ سانتی‌متر، این توربین برای ادغام به‌صورت طبیعی با محیط اطراف خود، چه در مناطق روستایی و چه شهری، می‌تواند یک گزینه متفاوت از توربین‌های قبلی باشد. این اندازه‌ها راهکار توربین پروانه‌ای را به یک گزینه مناسب برای نصب در مناطق محدود شهری و روستایی تبدیل می‌کند. علاوه بر فرم ظریف، توربین پروانه‌ای از نظر صدای تولیدی نیز گزینه‌ای بسیار کم‌صدا است؛ این ویژگی، یکی از بزرگ‌ترین مشکلات توربین‌های بادی سنتی را که شامل آلودگی صوتی و اختلال در جوامع است، برطرف می‌کند.

این طراحی جمع‌وجور و عملکرد بی‌صدا نشان‌دهنده پتانسیل بالای این توربین برای ادغام هماهنگ در محیط‌های طبیعی و مصنوعی است و به‌عنوان یک جایگزین اجتماعی‌پذیر برای توربین‌های بادی بزرگ و پرصدا عمل می‌کند.

افزایش کارایی: توربین پروانه توان بالا در فضاهای محدود

مضاف بر موارد فوق، توربین بادی نامرئی بال سنجاقک با ابعاد کوچک و کارایی بالای خود، گزینه‌ای ایده‌آل برای مناطق شهری است که قادر به پشتیبانی از مزارع بادی بزرگ نیستند. بنابر گزارش ECOTICIAS، آزمایش‌های اولیه روی این مدل نشان داده که طرح اولیه توربین در دو ماه اول توانسته بیش از ۱۲۰۰ کیلووات ساعت (kWh) انرژی تولید کند. این میزان انرژی تولیدی نشان‌دهنده عملکرد بالای توربین حتی در مقیاس کوچک است و آن را به یک منبع انرژی تجدیدپذیر قابل‌اعتماد تبدیل می‌کند.

نکته دیگر مورد اشاره تیم سازنده این است که در صورت ایجاد فرایند تولید تجاری، می‌توان میزان موثرتر بودن طرح را افزایش داد تا طرح‌هایی از این دست بتوانند به‌طور قابل‌توجهی نحوه استفاده از انرژی بادی در زیرساخت‌های شهری را تغییر دهند.

در نهایت باید بگوییم توربین پروانه یک طراحی نوآورانه است که با استفاده از اصول زیست‌تقلید، به‌عنوان جایگزینی برای توربین‌های بادی سنتی که معمولاً کارایی کمتری دارند، اما اثرات زیست‌محیطی کمتری به‌جا می‌گذارند، عمل می‌کند. این طراحی آلودگی بصری و صوتی را به حداقل می‌رساند و در عین حال حداکثر تولید انرژی را به همراه دارد. پیشرفت‌های جهانی در زمینه انرژی‌های تجدیدپذیر، و تکنولوژی‌های نوینی مانند توربین پروانه، برای اطمینان از این‌که انرژی بادی به بخش‌های مختلف زندگی ما وارد شود، ضروری خواهند بود.