James Dyson og teamet ved James Dyson Foundation kunngjorde i dag vinneren av Dyson Award 2018, og valgte en liten, allestedsnærværende vindturbin av 20 internasjonale finalister. Kalt O-Wind, henger denne myke kloden hengende mellom kabler, over og under, og snurrer rundt en vertikal akse enten vinden kommer ovenfra, under eller fra siden.
"Den kompliserte formen tar vind og får den til å gå gjennom tunneler, og skaper trykkforskjeller ... som gjør at den alltid spinner i samme retning, " sier oppfinneren Nicolas Orellana, en nylig Lancaster University-mastergrad i vitenskapsutdannet som nå jobber på heltid på O-Wind .
Orellana utviklet den første O-Wind-prototypen ikke som generator, men som en vindstyrt rover som kunne ferdes effektivt over flate ørkener. Sammen med partner Yaseen Noorani, som han kjente fra Lancaster, innså Orellana at det samme prinsippet kunne brukes til kraftproduksjon. Brede ventilasjonsåpninger gjennom ballen, vendt mot forskjellige retninger, sifonvind gjennom mindre ventilasjonsåpninger, slags som en haug parafoiler vridd sammen til en ball. Trykkforskjellene fra de brede ventilasjonsåpningene til de små får enheten til å rotere rundt en enkelt akse på grunn av Bernoullis prinsipp.
Den sentrifugeren kan drive en elektrisk generator, koblet til ballen med en stang, og Orellana ser for seg at 25 centimeter-orben er spredd opp på bygårdens balkonger, og utnytter kaotiske vindmønstre for å drive folks hjem, selge energi tilbake til nettet eller tappe innmatingspriser som de som tilbys i Storbritannia for huseiere som er med på å skape grønn energi.
De to hovedtyper av turbiner i verden i dag roterer begge bare når vinden treffer dem ansiktet. Tradisjonelle, horisontale turbiner ser ut som vindmøller, og kan vende seg mot inngående vind, men ikke vind som kommer ovenfra eller under. Generatorer med vertikalt orienterte kniver kan passe inn i mindre rom, men er mindre effektive og fungerer fortsatt bare under vind i det horisontale planet.
"Hvis du legger en vindturbin på balkongen din, kommer du ikke bare til å få horisontal vind, " sier Orellana. "I den posisjonen kan du også få vertikale vinder eller diagonale vinder, og det endrer seg i alle situasjoner. Med denne ... kan den jobbe mer kontinuerlig og gi mye mer energi til huset ditt. ”
Dyson Awards deles ut til studenter eller nyutdannede innen fire år etter et universitetsprogram, som har bygget levedyktige, innovative, originale verktøy eller enheter som løser et bestemt problem, fra små til store, og som kan demonstrere en fysisk prototype. Som vinnere på førsteplass vil Orellana og Noorani motta $ 40 000 dollar, som de vil kunne investere i prosjektet slik de velger. "Pengene vi gir dem er like mye en investering i menneskene som har gjort prosjektene som i prosjektene, " sier Chris Vincent, senior designingeniør i Dyson som hjelper utvalgte finalister til prisen. "Vi har denne muligheten til på lang sikt å hjelpe noen virkelig imponerende banebrytende og oppe og kommende ingeniører og designere."
O-Wind kommer ut av en klasse av finalister med et bredt utvalg av oppfinnelser, fra et bærbart medisinsk utstyr som overvåker medisinsk væskeavløp for infeksjon til et avløpsanlegg for kraftverk, og til og med et prefabrikert maured (for å produsere maur enten til konsum eller til fôr til husdyr) og en plastgaffel laget av potetavfall. En av de viktigste trendene er imidlertid mot enheter som vil adressere ineffektivitet, levestandard og miljøproblemer i urbane omgivelser. O-Wind passer til denne kategorien, det samme gjør Orca, en autonom rengjøringsrobot for innsjøer, og Lighthouse, en liten, myk, lekkasjedetekterende robot som ferdes gjennom rør for å forhindre vannbrudd, samt flere andre.
"De prøver på en måte å jobbe rundt denne stadige veksten av byer vi ser over hele verden, " sier Vincent. "Selv om veksten i disse byene kan komme med en viss grad av økt effektivitet og forbedret forbindelse og kommunikasjon mellom mennesker, fordi du har så mange ting som stabler oppå hverandre, kan det ofte bety at ineffektivitet kryper inn i systemet."
Orellana og Noorani har bygget funksjonelle prototyper for O-Wind, men de eksperimenterer fortsatt med størrelse og materiale. For det første var det en rover, ikke engang ballformet, men i stand til å reise over en strand. De prøvde 3D-utskrift av en plastikk, men det tok tre måneder, og i mellomtiden bygde de en av papp og papir, som avviklet med å prestere bedre i en vindtunnel enn plasten likevel. Men det er fortsatt mange spørsmål. Er den nåværende, 25 centimeter i diameter best? Bør det være laget av papir, papp eller 3D-trykt plast? Disse spørsmålene vil også hjelpe deg med å bestemme hvor mye enheten kan koste. De to oppfinnerne håper å kunne ta i bruk teknologien av millioner av mennesker, delvis takket være publisitet fra tildelingen og et patent de har søkt på.
"Vi håper at O-Wind Turbine vil forbedre brukbarheten og rimeligheten av turbiner for mennesker over hele verden, " sier Orellana. ”Byer er vindfulle steder, men vi utnytter foreløpig ikke denne ressursen. Vår tro er at hvis vi gjør det lettere å generere grønn energi, vil folk bli oppfordret til å spille en større egen rolle i å bevare planeten vår. ”
