סביבות עירוניות מתאימות רק לעתים רחוקות לטכנולוגיות קיימות של טורבינות רוח, אך להב בירמינגהם החדש תוכנן באמצעות AI כך שניתן להתאים אותו לתנאי הרוח הספציפיים של ערים בודדות.
תמונה באדיבות אוניברסיטת ברמינגהם
טורבינת הרוח העירונית הראשונה בעולם שתוכננה להתאים לתנאי הרוח השונים של אזורים גיאוגרפיים ספציפיים נחשפה, שנוצרה על ידי צוות משותף של מומחי עיצוב בינה מלאכותית ויצרני מתכות מדויקים.
"להב בירמינגהם" תוכנן על ידי EvoPhase ו-KwikFab כדי לטפל בבעיה מהותית לייצור אנרגיה ירוקה - כיצד ליצור גנרטורים בקנה מידה קטן ובמחיר סביר המייצרים אנרגיה נקייה בסביבות עירוניות.
ערים מספקות סט של אתגרים עבור טורבינות רוח השונות מהמקבילות הכפריות שאנו יכולים לראות מנוקדות בנוף. ראשית, הם גדולים ויכולים להיות רועשים למדי, מה שיכול ליצור התנגדות לשימוש שלהם באזורים מאוכלסים בצפיפות - כמו כן, מעט ערים כוללות עירוניותאַדְרִיכָלוּתשיכול לתמוך בחוות רוח. אבל כנראה האתגר המשמעותי ביותר נוגע לתנאי הרוח שחווים ערים.
מבנים, רחובות ומבנים אחרים יכולים להשפיע על אופן התנהלות הרוח בדרכים מאוד ייחודיות המשתנות מעיר לעיר, להפחית את האמינות והיעילות של טורבינות רוח שלא תוכננו במיוחד עבורן.
זו הסיבה ששיתוף הפעולה בין EvoPhase ו-KwikFab מעניין במיוחד. הצוות השתמש בתהליך תכנון מונע בינה מלאכותית כדי ליצור ולבדוק טורבינות שהסתמכו על מהירויות הרוח שנמצאו בברמינגהם, אנגליה. מהירויות רוח אלו פועלות ב-3.6 מטר לשנייה (11.8 רגל לשנייה), וזה נמוך משמעותית מהדירוגים של 10 מטר לשנייה (32.8 רגל לשנייה) שרוב הטורבינות פועלות בסביבה.
"היינו זקוקים לטורבינה שתוכל ללכוד את מהירויות הרוח הנמוכות יחסית של ברמינגהאם תוך ניהול מערבולות הנגרמות על ידי בניינים מסביב", הסביר לאונרד ניקוסאן, סמנכ"ל הטכנולוגיה של EvoPhase ב-הַצהָרָה. "העיצוב גם היה צריך להיות קומפקטי וקל משקל כדי להתאים להתקנות על הגג."
הצוות מצא שהעיצוב האופטימלי ביותר עבור להבים מעוקלים מסתובב סביב ציר אנכי. הם גם אישרו כי העיצוב שלהם יהיה יעיל עד פי שבעה מאשר הקיימים בשימוש בעיר.
"שימוש בבינה מלאכותית היה חיוני כדי להשתחרר מההטיות ארוכות השנים שהשפיעו על עיצובי הטורבינות במאה האחרונה", הוסיף ניקוסאן. "AI אפשרה לנו לחקור אפשרויות עיצוב מעבר להיקף הניסויים המסורתיים בבני אדם. הצלחנו לייצר, לבדוק ולשכלל למעלה מ-2,000 תכנונים של טורבינות רוח תוך מספר שבועות בלבד, להאיץ משמעותית את תהליך הפיתוח שלנו ולהשיג את מה שהיה לוקח שנים ומיליוני פאונד באמצעות שיטות קונבנציונליות".
התהליך שנפרס על ידי הצוות חיקה את הברירה הטבעית, מה שאפשר לבצע אופטימיזציה בו-זמנית של פרמטרים שונים. זה איפשר לעיצובים להימנע מהחילופים הרגילים בין גורמי ביצועים.
האיטרציה הראשונה של להב בירמינגהם נוצרה על ידי KwikFab כדי לבדוק את היתכנותו. השלב הבא יהיה לייצר גרסת אלומיניום שניתן להקים על חלל גג בברמינגהם לצורך הערכה ובדיקה נוספת. המוצר הסופי צפוי להיות זמין בסוף 2025, בעוד הצוות עובד על עיצוב אחר לתנאים שונים מאוד באדינבורו, סקוטלנד.
"אנחנו יכולים לקחת עיצוב מורכב, ולייצר ולשלוח אב טיפוס לבדיקה תוך שבועות. ברצוננו לעבוד עם ארגונים שרוצים להפיק את המרב מכוח הרוח, מקור לאנרגיה בת קיימא בחינם, וקיים בכל מדינה", הוסיף פול ג'רוויס, KwikFab Ltd.
