Mikrovindmøller: Rotordiameter på 1,8 millimeter

I disse dage er Vestas ved at opstille sin 8-MW-vindmølle med en rotordiameter på 164 meter i Østerild Plantage.

University of Texas Arlington er gået i den stik modsatte retning. Her har Smitha Rao i samarbejde med kollegaer taget ordet 'mikro' seriøst og har udviklet en vindmølle med en rotordiameter på bare 1,8 mm. De enkelte dele i møllen er skabt ved hjælp af de fremstillingsmetoder, der kendes fra MEMS-teknologi.

Det koreanske firma WinMEMS har stået for selve fremstillingen af de mikroskopiske komponenter.

Selv mølletårnet er 2 mm højt, og ifølge Smitha Rao vil der kunne stå ti møller på et enkelt riskorn. Både vinger og tårn er fremstillet af en nikkellegering og ikke af silicium, som MEMS-produkter normalt fremstilles af. Det gør, at de kan tåle meget høje vindhastigheder.

Forskernes egne forventninger peger på tusindvis af mikrovindmøller monteret på en mobiltelefon eller som strømforsyning til sensorer og trådløs kommunikation.

Vindmøllen med en rotordiameter på bare 1,8 mm er fremstillet af koreanske WinMEMS i en nikkellegering Illustration: WINMEMS

Pressemeddelelsen fra universitetet i Texas indeholder dog ingen oplysninger om, hvordan vingernes rotation skal omformes til elektrisk energi, eller hvor meget energi det faktisk er muligt at få ud af de små møller.

Det har Brian Dodson fra Gizmag.com til gengæld gjort sig nogle tanker om. Han tager udgangspunkt i Betz-grænsen for vindmøller, som beskriver, hvor meget energi der teoretisk kan høstes fra vinden. Den grænse ligger på 59,3 procent. I en moderne vindmølle er det muligt at opnå cirka 45 procent, som så skal omsættes til el i en generator.

Men moderne, store vindmøller kan optimeres på en hel række punkter, og Brian Dodson vurderer, at mikromøllerne højst kan have en effektivitet på 20 procent. Blandt andet skal der tages hensyn til, at møllerne står lige bag ved hinanden og dermed skygger for vinden.

Han har derfor beregnet, at 1.000 mikrovindmøller vil kunne producere, hvad der svarer til mellem 5 og 10 Wh på 24 timer ved en konstant vind på 10 m/s, eller cirka hvad et batteri til en mobiltelefon indeholder.

Resultatet svarer godt til de beregninger, man selv kan foretage ved at lægge størrelserne ind i denne øvelsesvejledning for beregning af vindmøllers effekt. Her bliver resultatet 7,4 Wh over 24 timer med en virkningsgrad på 20 procent. Hver mikrovindmølle vil have en effekt på 0,311 W.

Er det så noget, man kan bruge? Tja, de fleste vil næppe lægge deres mobiltelefon monteret med mikrovindmøller ud i blæsten for at få den opladet på et døgn. Men en lang række sensorer, der sidder, hvor det blæser, vil muligvis kunne have gavn af en vindmølle som supplement til en solcelle-batteriløsning. Dermed kan sensoren både få strøm, når det blæser, når solen skinner, og fra batteriet, når der hverken er sol eller blæst.

Se mikro-vindmøllen snurre her:

Emner : Vindmøller
sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Fed video - man ser "noget" der snurrer rundt.... Hehehehehehe. Jeg tvivler på at denne idé har noget potentiale. Man skulle da heller kigge på højeffektive og billige makro vindmøller, f.eks. til den 3. verden.

Eller hvad med at lave en vindmølle med en diameter på f.eks. 10 cm, som så sidder i en luftkanal i bilen og den leverer så strøm til bilens instrumentpanel, ventilation o.lign.

  • 3
  • 9

Det er da sjovt at realisere sådanne ideer der er helt modsat.

To umiddelbare spørgsmål: - hvorfor sådan et bredt "tårn"? - Elproduktionen er vist ikke tænkt ind endnu. Den skal måske sidde i foden af "mølleparken" !?

En "motormølle" til biler/lastbiler var måske en tanke. Det er vel i virkeligheden bare en dynamo der skal slås til når bilen bremser eller er i frigear... !? Dog i tvivl om det nogensinde kan blive effektivt ift. anden måde at udnytte bremseenergi.

  • 0
  • 1

Eller hvad med at lave en vindmølle med en diameter på f.eks. 10 cm, som så sidder i en luftkanal i bilen og den leverer så strøm til bilens instrumentpanel, ventilation o.lign.

Er det ikke lidt som at sætte en blæser op foran sin vindmølle for at lave strøm?

En luftkanal med en vindmølle må da sådan lige uden videre skabe mere luftmodstand end hvis den ikke var der! Mere luftmodstand = mere energi til fremdrift. Så er det nok en bedre og løsning bare at tage strømmen fra bilens eksisterende system?

  • 9
  • 2

Der sker anderledes ting med et flow når man kommer tät på overflader og går ned i störrelser.

Jeg går ud fra at nogen har regnet ordentligt på det, på UTC, for det går altså ikke bare at klaske störrelserne ind i et sät formler for store vindmöller!

  • 6
  • 0

Jeg ser ingen form for omtale af en tilhørende generator. Det hænger muligvis sammen med at konstruktionen ikke indeholder en sådan.

Det her må være vindmølleverdenens svar på en legetøjsbil, for lille til at have praktisk anvendelse, og indeholder kun de komponenter som gør at den overfladisk ligner den ægte vare.

Det er da en skæg demonstration af MEMS teknologien, men det er meget langt fra at være en praktisk anvendelse.

  • 4
  • 1

En sjov gadget... Men hvis jeg skulle forestille mig nogle anvendelsesmuligheder, så er det på signalgivere eller sensorer, der er placeret udenfor og som med et meget lille batteri kan drives i døgndrift... Disse micromøller skulle så søger for at oplade batteriet når der er bare lidt vind og sensoren kan drives hele tiden (på vind når der er overskud og på batteri når der er underskud af vind, eller evt. kun når der er mørkt)

Det kan f.eks. være på vejpræster med aktivt lys, diodelys på cykelstier, fortove, vejrstationer hvor der ikke umiddelbart er strøm, webcam langs vores vejnet m.m. Det kunne også være en måde at drive udstyr på diverse køretøjer på Mars eller andre steder hvor der ikke er let adgang til energi...

  • 1
  • 0

er vi ude i det, der på godt jysk hedder "en fis i en hornlygte"

Det er alt for mekanisk sårbart - tænk bare støv ned i de meget små lejer. Som andre også er inde på: En sjov øvelse i MEMS, men jeg har mere end svært ved at få øje på en praktisk anvendelse.

mvh Flemming

  • 5
  • 2

Inden man spekulerer på, at sætte en 10 cm vindmølle ind i en kanal i bilerne, så synes jeg man burde lave bilernes varme og ventilationssystem med så lille luftmodstand, at det ikke er nødvendigt at bruge en støjende blæser når man kører over ca. 60 km/t for at få lidt varme og ventilation!

  • 2
  • 2

Meget sjovt, at fremstille mekaniske komponenter i denne størrelse...!

.. Men ud over, at det ikke blæser meget i lommen eller på skrivebordet, så tænker jeg bare støv, alger, fugt, vand.. dug.. Alt sammen noget der vil gøre dem uanvendelige..!

Samt en overflade der skal være beskyttet mod alt fra bilnøgler til en fugl der sætter sig.

Jeg ser det nok ikke så meget som et studie i at lave strøm, som et studie i at bygge småt.. Tror ikke selv de ser det som et mål at lade en telefon op..!

  • 3
  • 0

Er det ikke lidt som at sætte en blæser op foran sin vindmølle for at lave strøm?

En luftkanal med en vindmølle må da sådan lige uden videre skabe mere luftmodstand end hvis den ikke var der! Mere luftmodstand = mere energi til fremdrift. Så er det nok en bedre og løsning bare at tage strømmen fra bilens eksisterende system?

Med risiko for at blive haglet ned af alle dem der mener det er noget vrøvl, vil jeg alligevel forsøge at gå mod strømmen!

Det er ikke det samme, og ideen er ikke skudt helt ved siden af. Intuitivt kan det da godt se ud som om, man prøver at trække sig selv op ved håret. Men hvis vi nu sætter nogle kræfter på systemerne.

Uden vindmølle i luftkanalen, må al luften blive til luftmodstand, da den kommer ind i bilen og klasker mod noget i bilen eller bagruden. Begge dele er en del af bilen som system.

Sidder der en vindmølle, genererer den energi af noget af denne luft der ellers var endt som luftmodstand. Energien kan bruges til instrumentbrættet, eller måske sendes til hjulene. Det vil sige mindre luftmodstand, og samtidig energi lige ned i foret. Dobbelt godt!

Den støjer nok og genererer alt for lidt energi ift. motoren. Så højest en sjov lille tanke.

Det er ikke snyd, for luften omkring bilen er et eksternt system. Bilen udveksler energi med luften og vejen - luftmodstand og rullemodstand. Hvis ikke de kræfter var der, kunne man køre gratis fra Kbh til Rom (hvis man genbruger bremseenergien).

Vindmøllen i luftkanalen gør teknisk set bilens vindprofil mindre. Hvis Fl, Fr og Fv er henholdsvis kræfterne 'luftmodstand', 'rullemodstand' og 'vindkraft', så kan man sige, at indsætter man en vindmølle i luftkanalen, må Fl blive mindre og vi får en værdi Fv.

Hvis man kan gøre Fv > Fl + Fr , så har man en ren vinddreven bil... De er på youtube.

  • 1
  • 4

Inden man spekulerer på, at sætte en 10 cm vindmølle ind i en kanal i bilerne, så synes jeg man burde lave bilernes varme og ventilationssystem med så lille luftmodstand, at det ikke er nødvendigt at bruge en støjende blæser når man kører over ca. 60 km/t for at få lidt varme og ventilation!

Det har jeg selv lavet på min 1990 audi 100. Jeg har ikke klima anlæg. Der sider et luft spjæld som åbnes når man skruer op for blæseren (trin 1-4). Man kan ikke styre de 2 ting uafhængigt af hinanden, så på blæser trin 1 er det kun lidt åbent, på trin 4 helt åbent. Jeg fjernede det spjæld så den står helt åbent hele tiden, og ved hastigheder over 60-70 km/t strømmer der varm eller kold luft ind. på motorvej/landevej i syd europa kan det holde en behagelig temperatur uden nogen som helst støj fra blæserne, som jeg kun bruger når jeg holder stille og det er varmt, eller til at fjerne fugt fra ruderne. Jeg syntes aldrig jeg har været i en situation hvor jeg har haft brug for at have spjældet lukket. Jeg har en afklippet fod fra en dame strømpe krænget ud over indsugningen til at tage støv. Jeg har kørt med det i 5 år nu.

  • 0
  • 0

Sjov teknologi der måske kan anvendes i kirugiske robotter eller lignende.

Anvendelsen på mobiltelefoner håber jeg er en dårlig vittighed (og det er end ikke 1. april endnu)

  • 0
  • 0
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten