Name: How Can A Wind Turbine Be Motionless?
Uploaded: 2023-05-03T16:09:19.000Z
Duration: 10 min 25 s

A portion of today's video is  brought to you by Brilliant. 

今日のビデオの一部は Brilliant から提供されました。

Wind generates enough energy to produce  about 35 times more electricity than  

風力 は、地球全体が毎日使用できる 電力の

the entire planet could even use each  day. It's free, clean, and renewable,  

約 35 倍の電力を生成するのに十分なエネルギーを生成し ます。 無料で、クリーンで、再生可能で

so why don't we see more wind turbines  used on rooftops like solar panels?

あるのに、太陽光パネルのように屋上で使用される風力タービンが増えていないのはなぜでしょうか?

In a nutshell, it's the blades. More moving parts  means more complexity, and you don't have to worry  

一言で言えば、それはブレードです。 可動部品が増えるということは、複雑さが増すことを意味しますが

about that with solar. But what if we could  contain those moving parts in a way that's  

、ソーラーではその 心配はありません 。しかし 、より安全で効率的な

safer and more efficient? Using a similar design  as the “wings” on race cars, Aeromine Technologies  

方法でこれらの可動部品を封じ込めることができたらどう でしょうか? Aeromine Technologies

has done just that. Its turbine works on rooftops  without exposed blades, all while taking up far  

は、レース カーの「翼」と同様のデザインを使用して、まさにそれを実現しました。そのタービンは、露出したブレードなしで屋上で動作し

less space than solar panels. Can the Aeromine  make generating wind energy on rooftops a breeze?

、ソーラー パネルよりもはるかに少ないスペースを占有します。 Aeromine は屋上での風力エネルギーの生成を簡単にしますか?

I'm Matt Ferrell ... welcome to Undecided.

私は Matt Ferrell です ... Undecided へようこそ。

Along with other renewables, the use of wind  energy is growing. In 2021, turbines contributed  

他の再生可能エネルギーとともに、風力エネルギーの使用が増加しています。 2021 年には、タービン

about 9% of the utility-scale generation of  electricity in the U.S, which is a big jump  

は米国の実用規模の発電量の約 9% を占めました。これは、

from less than 1% in 1990. Wind also produces a  lot more power than solar in general. Last year,  

1990 年の 1% 未満から大幅に増加しています。風力は、一般的に太陽光よりもはるかに多くの電力を生成します。昨年、

wind energy generated more than twice the  electricity of solar in the United States.

風力エネルギーは、米国で太陽光発電の 2 倍以上の電力を生成しました。

As effective as wind turbines can be, they still  have their limitations. That's because the giant  

風力タービンは可能な限り効果的ですが、それでも限界があります。それは、点在する風景に見られる巨大な

propellers that you see dotting landscapes are  imposing in more ways than one. Their high upfront  

プロペラが、複数の点で印象的だからです。それらの高い初期

costs, maintenance requirements, and effects  on wildlife all present significant challenges.

費用、メンテナンス要件、および野生生物への影響はすべて、重大な課題を提示します。

Small wind turbines, or SWTs, are no different,  with factors like their sound, height,  

小型風力タービン (SWT) も例外ではなく、音、高さ、

and aesthetics often hindering their practicality.  They can vibrate, which leads to both noise and  

美観などの要因が実用性を妨げることがよくあります。 それらは振動する可能性があり、騒音と 構造上の問題 の両方につながり

structural issues. Unstable wind flows can cause  turbulence, stressing the turbine's components.  

ます。 不安定な風の流れは乱気流を引き起こし、タービンのコンポーネントにストレスを与えます。

And nearby buildings can affect the wind path,  significantly reducing their power capacity.

また、近くの建物は風の通り道に影響を与え、電力容量を大幅に低下させる可能性があります。 基本的に、風力タービンを

Basically, there's a reason why you probably  associate wind turbines with rolling hills  

切妻や煙突ではなく なだらかな丘 (または小麦を挽くもの) と関連付けるのには理由があります

(or grinding wheat), not gables and chimneys.  They're just not as easy to adapt to rooftops  

。 ソーラーパネルのよう に屋上に適応するのは簡単ではありません .

the way solar panels are. We've discussed these  difficulties in depth in a previous video.

これらの問題については、以前のビデオで詳しく説明しました。

Aeromine aims to solve that problem.  The company claims its “motionless”  

エアロミネはその問題を解決することを目指しています。同社は、その「動かない」 タービン

turbine can generate as much as 50%  more energy than solar panels using  

は、スペースの 10% を 使用するソーラー パネルよりも 50% も多くのエネルギーを生成できる

10% of the space. To understand how  the Aeromine can accomplish this,  

と主張しています。ただし、 エアロマインがこれをどのように達成できるかを理解するには、少し

though, we need to take a quick step back and  explain how conventional wind turbines work.

戻って、従来の風力タービンがどのように機能するかを説明する必要があります。

It all comes down to airfoils. Anything that you  need to function aerodynamically requires one:  

それはすべて翼に帰着します。空気力学的に機能する必要があるものには

airplanes, helicopters, pinwheels, and of course,  wind turbines. In fact, turbines in the U.S.  

、飛行機、ヘリコプター、風車、そしてもちろん風力タービンが必要です。実際、米国のタービンは

initially used the same airfoil type as airplane  wings before scientists developed blade-specific  

当初、科学者がブレード固有のものを開発する前に、飛行機の翼と同じタイプの翼型を使用していました

ones. Without the feather-like shape of airfoils,  we wouldn't be able to conquer the skies.

。翼の羽のような形状がなければ、空を征服することはできません。

The purpose of an airfoil is to make physics  work for you. Both turbines and airplanes want  

翼の目的は、物理学を機能させることです。タービンも飛行機

more lift than drag, so they use airfoils  to take advantage of the Bernoulli Effect.  

も抗力よりも揚力が必要なため、ベルヌーイ効果を利用するために翼を使用します。

This refers to how gasses and liquids  flow around an object at different  

これは、気体と液体が物体の周りを異なる 速度

speeds. A slower-moving fluid (like  air) will build up more pressure than  

で流れる方法を指し ます。 動きの遅い流体 (空気など) は

a faster-moving fluid, and this forces  objects toward the faster-moving fluid.

、動きの速い流体よりも圧力が高くなり、物体は動きの速い流体に押し付けられます。

The layout of an airplane wing causes  air to flow faster over the top side  

飛行機の翼のレイアウトにより、空気の流れは上側では速くなり、下側

and slower on the bottom side.This results  in the bottom side producing the higher air  

では遅くなります。これにより、下側では、

pressure needed for the lift that gets planes  off the ground – and the blades of turbines  

飛行機を地面から離す揚力に必要な高い空気圧が生成され、タービンのブレードが

moving. And as the rotor of the turbine spins,  it powers a generator, producing electricity.

動き ます。 .そして、タービンのローターが回転すると、発電機に電力が供給され、電気が生成されます。

In the case of auto racing, though, you  don't want your car to go flying. That's why  

ただし、自動車レースの場合、自分の車を飛ばしたくはありません。そのため

both the contours of the car's chassis and the  “wings” that engineers stick on its surface are  

、車のシャーシの輪郭と、エンジニアがその表面に貼り付ける「翼」の両方が、

_upside-down_ airfoils. As the air underneath  the car moves faster than the air above it,  

逆さまの翼型になっています。車の下の空気がその上の空気よりも速く移動すると、

negative lift, or downforce, pushes down on it.  This downforce stabilizes vehicles and allows  

負の揚力またはダウンフォースが車を押し下げます。このダウンフォースが車両を安定させ、

them to maintain speed as they turn corners.    What does this have to do with Aeromine? Well,  

コーナーを曲がる際に速度を維持できるようにします。エアロミンとの関係は？レーシング

the airfoils on race cars are  stationary, and so are “Formula  

カーの翼は固定され ており、会社のタービンに動力を供給する

1” style airfoils that power the company's  turbine. Looking at it from the exterior,  

「フォーミュラ 1」スタイルの翼も固定されています。 外観から見ると

there's no exposed moving parts. Instead,  two vertically mounted, hollow foils stand  

可動部分が露出していません。代わりに、垂直に取り付けられた 2 つの中空フォイルが

opposite each other with a space between  them. This creates a low-pressure zone,  

互いに向かい合っており、その間にスペースがあります。これにより低圧ゾーンが作成

and as wind flows through the space, it's  drawn through perforations in the wings.  

され、風が空間を流れると、翼の穴から風が引き込まれます。

A short pipe then leads the captured wind to a  fully enclosed turbine located at ground level.

次に、短いパイプが、取り込まれた風を地上にある完全に密閉されたタービンに導きます。

Several of the weaknesses that hold typical  turbines back are addressed by the structure  

典型的なタービンの弱点のいくつかは

of an Aeromine. Because the turbine-generator is  housed inside, it's both protected from extreme  

、エアロマインの構造によって対処されています。タービン発電機は内部に収容されているため、極端な

weather and inaccessible to people and animals,  eliminating a major safety concern.The company  

天候から保護され、人や動物がアクセスできないため、安全上の大きな懸念が解消され

claims that the Aeromine is silent and that  its lack of exposed moving parts means less  

ます.Aeromineは静かで、可動部品が露出していないため、

maintenance.It also can operate with wind  speeds as low as 5 mph (8 kph). In contrast,  

メンテナンスが少なくて済みます.また、 5 mph (8 kph) の低い風速でも動作します。対照的に、

conventional turbines need wind speeds  of 9 mph (15 kph) or higher to operate.

従来のタービンは、動作するために 9 mph (15 kph) 以上の風速が必要です。

How do Aeromines compare to solar?  Right now, the answer is a little vague,  

Aeromines はソーラーと比べてどうですか?現時点では、答えは少しあいまいである

or at least not yet verified. Its  website claims that “a single Aeromine  

か、少なくともまだ検証されていません.同社のウェブサイトには、「1 つの Aeromine

unit provides the same amount of power as  up to 16 solar panels,” but doesn't offer  

ユニットで、最大 16 枚のソーラー パネルと同じ量の電力を供給できる」と記載されていますが

any specs. We do have a rough idea of what  the Aeromine might be capable of, though,  

、仕様 は示されていません 。ただし、同社

because the company participated in the  2021 AFWERX Reimagining Energy Challenge,  

は米国国防総省のクラウドファンディング プログラム

a U.S. Department of Defense crowdfunding  program. At its “virtual booth,” Aeromine  

である 2021 AFWERX Reimagining Energy Challenge に参加したため、

rates its turbines for 5 kW and estimates  that each one could produce 14.3 MWh annually.

Aeromine の可能性については大まかな考えがあります 。 その「仮想ブース」で、エアロマイン

To put that into perspective, a 5 kW  rating is comparable to the power of  

はタービンを 5 kW と評価し、それぞれが年間 14.3 MWh を生成できると見積もっています。

the average 21-panel rooftop home solar system.  

These types of setups generally produce  about 4.5 MWh of electricity a year.

、平均的な 21 パネルの屋根付き家庭用ソーラー システム

As for costs, a 2019 analysis published  by Aeromine in collaboration with Sandia  

の電力に匹敵し ます。 これらのタイプの設備は、通常、年間約 4.5 MWh の電力を生成します。

National Laboratories and Texas Tech  University estimated that the turbine  

コストに関しては、サンディア 国立研究所およびテキサス工科大学と

can be installed at $2,400 per kW.By comparison,  

共同で Aeromine が発表した 2019 年の分析

the average cost of constructing solar panels  of all types was $1,655 per kW in 2020.However,  

では、タービン を kW あたり 2,400 ドルで設置できると 見積もってい ます。 2020.しかし、エアロマイン

only time will tell how closely the actual cost  of the Aeromine matches the company's estimate.

の実際のコストが会社の見積もりとどれだけ一致するかは、時が経てばわかります.

Let's be clear, though: Aeromines are  not the kind of turbine you'll see on  

ただし、はっきりさせておきます。エアロマインは、一戸建て住宅で見られるようなタービンではありません

a single-family home. In the company's  own words, they're intended for “large,  

flat rooftop buildings” like warehouses, data  centers, and big-box retail stores. And remember,  

倉庫、データセンター、大型小売店などの「大規模で平らな屋上の建物」を対象としています。そして覚えておいてください、

the airfoils are stationary. Their angle won't  change even when the wind's direction does,  

翼は静止しています。風向きが変わっても角度が変わらない

so they're best suited for locations where there  isn't much variation in the wind's direction.

ので、風向きの変化が少ない場所に最適です。

Aeromines aren't commercially available  yet; the company hopes to have them  

エアロマインはまだ市販されていません。同社は

on the market by 2023. However, one  unit is currently undergoing testing  

2023年までにそれらを市場に出すことを望んでいる.しかし、1つのユニットは現在

on top of the roof of a BASF Corporation  manufacturing plant in Wyandotte, Michigan.  

、ミシガン州ワイアンドットにあるBASFコーポレーションの製造工場の屋根の上でテストを受けている.

In theory, a fully deployed Aeromine system would  look like 20 to 40 turbines lining the edge of the  

理論的には、完全に配備された Aeromine システムは、

building in a row, spaced about 4.6 meters apart  and facing the predominant wind direction. The  

建物の端に 20 ～ 40 個のタービンが一列に並び、約 4.6 メートルの間隔で優勢な風向きに面しているように見えます。同社

company emphasizes that because the turbines  leave room for panels, they're “complementary”  

は、タービンにはパネルを取り付ける余地があるため、

to solar, allowing for power production to  continue after sunset or on cloudy days.

太陽光発電を「補完」し、日没後や曇りの日でも発電を継続できると強調しています。

Luckily, we don't have to wait for the Aeromine  to witness the potential of rooftop wind energy.  

幸いなことに、エアロマインが屋上の風力エネルギーの可能性を目の当たりにするのを待つ必要はありません。

The Dutch company IBIS Power is already  demonstrating the benefits of combining  

solar panels with small turbines with a form of  installation called a “PowerNEST.” PowerNESTs  

、「PowerNEST」と呼ばれる設置形態で、ソーラー パネルと小型タービンを組み合わせることの利点を既に実証しています。 PowerNEST

are specifically designed to blend  in with the existing architecture  

は 、都市 の既存の建築物に溶け込むように特別に設計されてい

of a city. They require a flat roof on a  building with a minimum of five floors.

ます。 最低 5 階建ての建物に平らな屋根が必要です。

Attempting to harness wind energy  within a metropolitan area usually  

大都市圏で風力エネルギーを利用しようとする試みは、通常、

isn't logistically possible. But  PowerNESTs integrate small turbines,  

論理的に不可能です。しかし、PowerNEST は、小さなタービン、

funnels, and solar panels into what IBIS refers  to as a modular “kinetic sculpture” to maximize  

ファンネル、ソーラー パネルを IBIS がモジュール式の「キネティック スカルプチャー」と呼ぶものに 統合

the amount of electricity a single roof can  produce. In each “nest,” turbines and funnels  

し、1 つの屋根が生成できる電力量を最大化します。各「巣」では、タービンとファンネル

lie beneath a raised platform of bifacial  solar panels. The company claims that this  

が両面ソーラー パネルの隆起したプラットフォームの下にあります。 同社は、この

arrangement provides as much as six times more  energy than solar panels could generate alone.

配置により、ソーラーパネルだけで生成できるエネルギーの 6 倍ものエネルギーを提供

How is this possible? With more physics  — this time the Venturi effect. Have you  

できると主張してい ます。 これはどのように可能ですか？より多くの物理学 - 今回はベンチュリ効果。

ever held your thumb over the end of  a garden hose while the water was on  

水が流れているときに庭のホースの端に親指をかざして

and noticed the flow speed up? That's the  Venturi effect in action. As a fluid moves  

、流れの速度が速くなったことに気づいたことがありますか ? それがベンチュリ効果です。 じょうごのような狭い空間を 流体が移動

through a constricted space, like  a funnel, its velocity increases.

すると、その速度は増加します。

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How Can A Wind Turbine Be Motionless?

entire

eliminate

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