破壊的な自然現象が進むにつれて、ハリケーンはヘビー級です。 強風とその結果生じる発射体の破片がなければ、上陸して失速したときに生じる大規模な洪水では、ハリケーンは厄介な作業です。 今週、ハリケーンマシューの週末の大洪水から身を引きずりながら、沿岸のカロライナとジョージアの住民に聞いてみてください。
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蓄えられ放出されるエネルギーに関しては、ハリケーンは大きな打撃を与えます。 あなたの「平均的な」熱帯低気圧は、600テラワットに相当するエネルギーを放出し、その4分の1が風になります。 ハリケーンのエネルギーの大部分は、水蒸気が雨に凝縮する際に蓄積および放出される熱の形です。
したがって、風はハリケーンの全体的なエネルギー出力のほんの一部にすぎませんが、それでも膨大な量の電力を生成します：約1.5テラワット、または5.25テラワットの現在の総発電容量の4分の1強です。 たった1つの嵐からの風は、クリーンエネルギーの金鉱山です。
しかし、太陽に巨大な延長コードを走らせるだけで世界のエネルギー問題を解決できるという私自身の子供のような考え方のように、どのようにハリケーンを追いかけてエネルギーを収穫するのでしょうか？
課題は明らかです。 外洋に形成された数マイルの距離で、同じ海岸の2回の地域をめったに曲がりくねった曲がりくねったトラックがあり、移動するハリケーンの道で移動式風力発電所を倒すのは簡単ではありません。 代わりに、一部の研究者は、ハリケーンの力に耐えることができる24時間発電システムを目指していますが、それは嵐が襲ったときに増加した電力ポテンシャルを利用することもできます。
1つのアプローチは、風力タービン自体を再考することです。 日本では、 CNNは、ある起業家が一般的なファンを再設計して脆弱なブレードを排除したことを報告しました。 エネルギースタートアップであるChallenergyの創業者である清水Atは、日本の猛烈な台風に耐えるように設計された上下のプラットフォームの間に垂直ブレードが挟まれた、洗練された「卵ビーター」スタイルのデザインを構築しました。 どちらの方向にも回転できますが、タービンの回転数を調整するために締め付けることができる清水の設計は、制御できない回転による損傷を防ぎながら、日本の予測できない風のパターンに対応します。
最初のフィールドプロトタイプは2016年に沖縄に設置されました。タービンは、マグヌス力として知られる強風の回転揚力と直線風からエネルギーを取り込むことができるとされています。 しかし、Challenergyはウェブサイトで、発電と最大持続風の推定値がまだないことを報告しています。
従来のブレード付きタービンは、暴風雨の間はロックダウンして、エネルギー生産を停止する必要があります。 2011年にイギリスのエアシャイアで発生した1台のタービンで発生したように、ロックメカニズムが故障すると、強風による強風が壊滅的に故障する可能性があります。
他の企業は垂直軸の風力タービンを設計しましたが、手頃な価格と効率のために、長いブレードを持つおなじみの水平軸の種類が標準のままです。
Arindam Gan Chowdhuryと彼のチームは、煙と砂利を使用したこの流れの可視化で、空力緩和と電力システム（AMPS）をテストします。 （Arindam Gan Chowdhury） マイアミでは、Arindam Gan Chowdhuryがフロリダ国際大学の国際ハリケーン研究センターで風研究所を運営しています。 それぞれが700馬力のモーターで駆動される12基のファンで構成されるこの「風の壁」は、カテゴリ5のハリケーンに相当する最大時速157マイルの暴風を発生させることができます。 Chowdhuryの研究は主に建物への風の影響を緩和することに焦点を当てていますが、最近のプロジェクトでは新しい側面が追加されました。
FIUのメカニカルエンジニアであるAndres Tremanteとともに、Chowdhuryは、建物のひさしや雨utterの全長に取り付けることができるねじのようなタービンのシステムを考案しました。 AMPSと呼ばれる、空気力学的緩和と電力システムのために、タービンが長く伸びると、強風が建物に衝突し、ルーフラインを乗り越えて移動する際に発生する強力な空気の渦を遮断します。 これらの渦は、屋根の損傷の大部分を担い、タイルや鉄片を引き裂き、雨が入ることを許可し、建物の鋭い縁に沿って上向きの揚力を生み出すときに建物から屋根を吸い取ります。
「私たちはハリケーンを飼いならそうとしているのではありません」とChowdhury氏は言います。 「建物への風の影響を減らすことが私たちの最初の基準です。 しかし、そのようにして、動的なものを作成して、その風を打ち破り、それをグリーンエネルギーを生み出す友人に変えることができるのではないかと考えました。」
特許申請中の技術に対する彼のビジョンは、個々の建物をより持続可能なものにすると同時に、国中のあらゆるレベルの嵐から受ける被害を減らすことができるというものです。 彼らはまだシステムでテストを実行していますが、チョードリー氏は、タービンは竜巻システムの近くの風による損傷を減らすのに役立つはずだと言います（おそらく直撃ではありません）。 そして、電力を地方自治体のグリッドに供給するか、ソーラーパネル用にすでに存在するものと同様のホームバッテリーシステムを充電することにより、停電レベルの嵐の際に単一の家で生成された電気は小さな冷蔵庫、携帯電話、ラップトップに簡単に電力を供給することができると言います数日間のいくつかのライト。
「各建物は可能な限り自給自足する必要があります」と彼は言います。 「人々はあらゆる種類の大惨事に備え、グリッドで生成された電力に依存するのではなく、独自のエネルギーを供給できる必要があります。」
Chowdhury氏によれば、AMPSは、惑星全体で昼夜を問わず発生する時速5〜7マイルの風からでも補助的な電力を生成できます。
いくつかの大手屋根材会社はすでにコンセプトの商業化の可能性に関心を示しており、彼と彼の同僚は建築家と協力して、屋根のラインを強化する審美的に魅力的なデザインを考案しています。
オーシャンパワーテクノロジーズのPB3 PowerBuoyがニュージャージー州沖に展開（Ocean Power Technologies） 
オアフ島の沖合にあるハワイ海兵隊基地のカネオヘ湾では、人工のリーフのようなものであるPowerBuoy海底アンカーの周りに海洋生物があふれています。 （Ocean Power Technologies） 
波の作用によって完全に充電されると、ブイは余分なエネルギーを熱として放出します。これは、魚やその他の海洋観光客が近くに潜む誘因となる可能性があります。 （Ocean Power Technologies） ハリケーンの風は強力ではなく、それ自体に損傷を与えるものではありませんが、大波の形で陸地が海と出会う場所でも危険をもたらします。 ニュージャージー州に本拠を置くある会社は、2011年のハリケーンアイリーン中に波力エネルギーブイがどのように機能するかを直接目撃しました。ハリケーンと台風によって生成される巨大な波が、いつか通過するときにパワーを高める可能性があるといういくつかの有望なヒントがあります。
オーシャンパワーテクノロジーズのビジネスおよびプロジェクト開発担当副社長であるデボラモンターニャは、同社のPB3 PowerBuoysには、44から150キロワット時まで保存できるバッテリーを充電するための電力を継続的に生成する能力があると言います。 完全に落ち着いている間は、そのアイテムの電力要件に応じて、数日間接続されているものすべてに電力を供給するのに十分なエネルギーです。 バッテリーが完全に充電されると、余分なエネルギーが熱として放出されます。モンターニャは、海洋生物は特に楽しんでいるようだと言います。
2011年、ハリケーンアイリーンが東部の海岸をかき集めていたとき、オーシャンパワーの米国海軍と国土安全保障のパートナーは、嵐の前にニュージャージー州の海岸にある1万トンのテストブイを持ち込むかどうかを尋ね続けました。 いや、会社は言った：私達はそこにそれを残し、何が起こるか見たいと思う。
通常の状態では、ブイは発電やその他の分析に関する1時間ごとのレポートを送信しますが、それはアイリーン全体で引き続き行われました。
「そのパフォーマンスに関する完全なレポートを取得し続け、ハリケーンアイリーンを通じてすべて発電しました」とモンターニャは言います。 「グラフがあれば、嵐の日に発電量が大幅に増加することがわかります。 100年の嵐を乗り切るように設計しましたが、いつそれが現れるかはわかりません。」
同社は2010年にハワイの海軍と協力して、ブイを地上の送電網に接続する方法を実証しましたが、完全に成熟した技術の欠如を理由に、最近では海上用途向けのオンデマンド電力の生成に重点を置いています。石油掘削装置、調査船、海底監視装置など。
マイアミでは、マシューは建物に損傷を与えなかったが、1時間あたり100マイルの風が何千もの力を失いました。 人々は、ハリケーンのエネルギーを減衰または収穫するために理論をテストし続けていますが、これまでのところ、何もうまくいきませんでした。
「生徒たちに、ハリケーンで遊ぶのではなく、よりスマートで回復力のあるものを作ってみませんか」と彼は言います。
