Wahandisi wa mitambo hutengeneza njia za kuboresha uzalishaji wa shamba la upepo

“Tumekuwa tukiunda turbines kwa matumizi yao wenyewe, lakini karibu hatuzitumii peke yetu tena,” Alisema profesa wa uhandisi wa mitambo wa UC Santa Barbara Paolo Luzzatto-Fegiz, ambao utaalamu wake uko katika ufundi wa umajimaji. Kihistoria, ingawa mazoezi yana faida zingine, mitambo ya upepo ilitumiwa mmoja mmoja au katika vikundi vidogo, lakini dunia inapoelekea kwenye teknolojia ya nishati ya kijani, sasa wanapatikana katika vikundi vya mamia au maelfu.

Shida ya mitambo hii mikubwa ni kwamba kila mashine, ambayo imeundwa kutoa nishati nyingi iwezekanavyo kutoka kwa upepo unaokuja, inaweza isiwe hivyo “kucheza vizuri” na wengine, Luzzatto-Fegiz alieleza. Kulingana na jinsi turbines ziko kulingana na kila mmoja na kwa upepo uliopo, zile ambazo haziko moja kwa moja kwenye njia ya upepo zinaweza kuachwa ili kutoa nishati kutoka kwa mtiririko wa hewa uliopungua sana.

“Mitambo hii sasa ni nzuri sana katika kutoa nguvu kutoka kwa upepo, lakini pia hutengeneza vivuli hivi vikubwa sana vya upepo,” Alisema Luzzatto-Fegiz, ambaye ni mwandishi mkuu wa “Mitindo ya mafunzo kwa mashamba ya upepo yaliyoendelezwa kikamilifu: Madhara ya uthabiti wa angahewa na kikomo bora kwa utendaji wa shamba la upepo,” iliyochapishwa katika jarida la Jumuiya ya Kimwili ya Marekani Vimiminika vya Uhakiki wa Kimwili. Sawa na jinsi miundo inavyoweza kupunguza mtiririko wa mwanga kutoka upande mmoja hadi mwingine, nguvu ya upepo pia hupunguzwa inapotiririka kutoka mbele ya turbine hadi nyuma yake. Matokeo yake ni kwamba sio turbine zote kwenye shamba la upepo zinaishi kulingana na uwezo wao.

“Kwa hivyo, unaweza kuona kwamba si suala la kufunga mitambo zaidi kwenye kipande chako cha ardhi, kwa sababu wakati fulani unagonga mapato haya yanayopungua,” ingawa mazoezi yana faida zingine. “Kuna wakati ukiendelea kuongeza turbines kiasi cha nguvu unachopata kinakuwa kidogo.”

Walakini, kulingana na Luzzatto-Fegiz na mwandishi mwenza Colm-cille P. Caulfield, profesa katika Chuo Kikuu cha Cambridge nchini U.K., kuna njia za kuzunguka suala hili la kupungua kwa kurudi kwa upepo. Na, walisema, uboreshaji huu unaweza kusababisha uboreshaji wa maagizo ya ukubwa katika uzalishaji wa nishati ya mashamba ya upepo.

Lengo kuu, kulingana na watafiti, ni kuzipa turbine zote ufikiaji wa mtiririko wa hewa wa kasi ya juu, ambayo wanaweza kutoa kiasi kikubwa cha nishati. Kwa kuwa upepo juu ya shamba ni kasi zaidi kuliko kati ya turbines, kuchanganya mtiririko wa hewa baada ya turbines na hewa hapo juu inaweza kuwa ufunguo wa kupata kishindo zaidi kwa pesa yako ya turbine ya upepo..

“Ikiwa ungeweza kwa njia fulani kuvumbua kifaa ambacho kwa kila moja ya turbine hizi husababisha miamsho hii kuchanganyika haraka sana., unaweza uwezekano wa kuwa na maboresho haya makubwa,” Luzzatto-Fegiz alisema.

Bado suluhisho lingine linalowezekana ni toleo jipya la turbine ya upepo, ambamo vile vile vinazunguka kwenye mhimili wima—kama vile vibao vya mayai—kinyume na mhimili wa jadi wa mlalo..

“Hizi hazifanyi kazi vizuri kwa kawaida peke yao, lakini ni muhimu kwamba kimsingi wanaweza kusababisha mchanganyiko wenye nguvu zaidi katika kuamka kwao,” ingawa mazoezi yana faida zingine, “na watu wameonyesha kuwa ukiziweka katika mpangilio ambapo zinazunguka pande tofauti kwa kila mmoja zinaweza kusababisha mchanganyiko mzuri sana.”

Mitindo iliyotengenezwa na watafiti inaweza kusababisha mashamba ya upepo yanayofanya vizuri zaidi, ambayo katika hali zingine inaweza isihitaji turbine nyingi kama ilivyofikiriwa hapo awali, na hivyo kupunguza gharama zinazowezekana. Miundo hiyo pia inaweza kusababisha suluhu maalum zinazohusisha maeneo ya mashamba’ ardhi maalum, na mifumo ya hali ya hewa ya ndani.

“Tunafurahi sana kwamba tunaweza kuiga yote hayo kwa usahihi sana,” Alisema Luzzatto-Fegiz.

Chanzo:

phys.org/news