تولید برق با الهام از کرکس/ عکس

طول بال‌های «رخ‌کرکس آند» و ۳ تا ۳.۷ متر و همچنین وزن آن چیزی حدود ۱۶ کیلوگرم است، بنابراین او بزرگ‌ترین پرنده جهان نامیده می‌شود. این‌که چطور «رخ‌کرکس آند» می‌تواند با چنین ابعادی به‌راحتی مسافت‌های طولانی را طی کند، سؤالی است که ذهن را درگیر می‌کند.

جالب است بدانید آئرودینامیک بال‌های این پرنده به‌گونه‌ای است که به او اجازه می‌دهد مسافت‌های طولانی را به‌راحتی و بدون بال زدن را پشت سر بگذارد. همین ویژگی «رخ کرکس آند»، جرقه یک ایده را در ذهن محققان روشن کرد.

محققان دپارتمان مهندسی مکانیک دانشگاه آلبرتا (U of A) کانادا در حال بررسی این موضوع بودند که آیا اتصال یک تیغه الهام گرفته از این پرنده، به پره توربین بادی می‌تواند باعث افزایش تولید انرژی شود یا خیر.

آنچه معمولاً کارایی توربین‌های بادی را کاهش می‌دهد، کشش القایی است. با عبور یک تیغه از هوا، ناحیه‌ای با فشار هوای پایین در بالای آن تشکیل می‌شود. هوای با فشار بالاتر در زیر پره (سمت فشار) به دنبال تعادل با ناحیه کم‌فشار بالا است. درواقع نوعی گردباد ایجاد می‌شود که جریان هوا را به سمت پایین منحرف می‌کنند (downwash) و باعث ایجاد کشش القایی می‌شوند.

درحالی‌که اکثر هواپیماهای مدرن با استفاده از تیغه‌ها برای به حداقل رساندن اثر گردبادها کشش القایی را کاهش می‌دهند، استفاده از آن‌ها در صنعت انرژی بادی هنوز در مراحل ابتدایی است. پژوهش بر روی توربین‌های بادی که چنین تیغه‌هایی دارند افزایش تولید نیرو را نشان داده‌اند، اما چیزی که دراین‌بین نامعلوم بود، این بود که ایجاد تیغه‌ها باعث این افزایش نیرو شده یا افزایش سطح تماس پره توربین‌ها.

برای روشن شدن موضوع، محققان به Biome Renewables مراجعه کردند که یک شرکت طراحی صنعتی کانادایی است که محصولات انرژی پاک را با تقلید از طبیعت ایجاد می‌کند. این شرکت با الهام از «رخ کرکس آند»، پره‌هایی ۵.۳۵ متری طراحی کردند که پس از ساخته‌شدن به نوعی تیغه مجهز می‌شود.

محققان از شبیه‌سازی‌های کامپیوتری برای تعیین تأثیری که اضافه شدن این تیغه‌ها به یک توربین بادی دارد، استفاده کردند. آن‌ها متوجه شدن که افزودن چنین تیغه‌ای باعث افزایش اختلاف فشار در طول دهانه پره می‌شود که به‌نوبه خود باعث افزایش گشتاور توربین و تولید نیرو می‌شود.