NASA wind turbines
1975 में शुरू करते हुए, नासा ने तेल की कीमतों में वृद्धि के जवाब में विद्युत ऊर्जा के लिए उपयोगिता-पैमाने पर पवन टर्बाइन विकसित करने के लिए संयुक्त राज्य अमेरिका के ऊर्जा विभाग और संयुक्त राज्य अमेरिका के आंतरिक विभाग के लिए एक कार्यक्रम का प्रबंधन किया। इस अग्रणी कार्यक्रम के तहत दुनिया के कई सबसे बड़े पवन टर्बाइनों का विकास और परीक्षण किया गया था। यह कार्यक्रम पवन टरबाइन जनरेटरों की कला की तत्कालीन वर्तमान स्थिति से परे छलांग लगाने का एक प्रयास था, और बाद में पवन टरबाइन उद्योग द्वारा अपनाई गई कई तकनीकों को विकसित किया। हालाँकि 1980 के दशक के दौरान प्रतिस्पर्धी ऊर्जा की कीमतों में उल्लेखनीय कमी के कारण वाणिज्यिक उद्योग के विकास में देरी हुई। कार्यक्रम की उत्पत्ति 1974 में, 1973 के तेल संकट के बाद तेल की कीमत में आंशिक रूप से वृद्धि के जवाब में, ऊर्जा अनुसंधान और विकास प्रशासन (ई. आर. डी. ए.), जो बाद में संयुक्त राज्य अमेरिका के ऊर्जा विभाग का हिस्सा बना, ने लुइस डिवोन के निर्देशन में उपयोगिता-पैमाने पर पवन टर्बाइनों में अनुसंधान को निधि देने के लिए एक विभाग नियुक्त किया। नासा को सैंडुस्की ओहियो (अब ग्लेन रिसर्च सेंटर) में अपने लुईस रिसर्च सेंटर के माध्यम से जनरल इलेक्ट्रिक, वेस्टिंगहाउस, यूनाइटेड टेक्नोलॉजीज और बोइंग जैसे बड़े ठेकेदारों द्वारा विकास के समन्वय का काम सौंपा गया था। 1975 में नासा ने राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशन और ई. आर. डी. ए. के वित्त पोषण से सैंडुस्की ओहियो में अपना पहला प्रोटोटाइप पवन टरबाइन, 100 किलोवाट मॉड-0 डिजाइन और बनाया। मॉड-0 को ऑस्ट्रियाई उलरिच हटर द्वारा हल्के वजन वाले दो-ब्लेड वाले अनुसंधान टरबाइन के बाद बनाया गया था। लचीले या टीटरड रोटर हब के साथ दो-ब्लेड वाला पवन टरबाइन नासा के नेतृत्व वाले कार्यक्रम की विशेषता है। नासा और उसके ठेकेदारों ने पाया कि दो ब्लेड अनिवार्य रूप से तीन ब्लेड के बराबर ऊर्जा का उत्पादन कर सकते हैं, लेकिन एक ब्लेड की लागत और वजन की बचत पर। दो-ब्लेड रोटर समतुल्य तीन-ब्लेड रोटर की तुलना में तेजी से घूमते हैं, जिससे गियरबॉक्स में अनुपात कम हो जाता है। रोटर में लचीलापन ड्राइव ट्रेन में झुकने वाले भार के हस्तांतरण को कम करता है; नासा के किसी भी पवन टर्बाइन ने गियरबॉक्स विफलताओं का अनुभव नहीं किया जो अक्सर आज उपयोग में कठोर रोटर प्रणालियों के लिए एक समस्या है। नासा कार्यक्रम ने अंतर्राष्ट्रीय भागीदारों को आमंत्रित करते हुए तकनीकी सम्मेलनों की मेजबानी की। नासा ने 1977 और 1979 के बीच डेनिश तीन-ब्लेड वाले गेडसर पवन टरबाइन को नवीनीकृत करने और संचालित करने में भी मदद की, ताकि इसकी संचालन और विशेषताओं का अध्ययन बड़ी इकाइयों के लिए एक मॉडल के रूप में किया जा सके। जोहान्स जुल द्वारा डिजाइन की गई 1957 की इस इकाई ने 11 वर्षों के लिए 200 किलोवाट का उत्पादन किया, और एक जाली टावर और ब्लेड के साथ तीन-ब्लेड वाले अपविंड रोटर का उपयोग किया, जो आंशिक रूप से आंतरिक तारों द्वारा समर्थित था। प्रयास इसकी वायुगतिकीय, विद्युत और यांत्रिक विशेषताओं पर अनुसंधान डेटा का उत्पादन करता है। इस प्रयास का एक महत्वपूर्ण परिणाम निष्क्रिय शक्ति नियंत्रण के लिए उद्योग द्वारा उपयोग किए जाने वाले एक इंजीनियरिंग डिजाइन मॉडल का विकास था। बड़ी पवन टरबाइन इकाइयाँ पैमाने की अर्थव्यवस्थाएँ प्राप्त करती हैं। नासा के शोध और प्रोटोटाइप ने प्रदर्शित किया कि संरचनात्मक शक्ति, थकान, गति नियंत्रण और वायुगतिकी में काफी स्केलिंग चुनौतियों थीं। 1980 के दशक में अधिकांश पवन टर्बाइन 25 किलोवाट रेटिंग तक की छोटी इकाइयाँ थीं। नासा के ठेकेदारों द्वारा किए गए अध्ययनों ने सुझाव दिया कि उपयोगिताओं द्वारा बिजली के आर्थिक उत्पादन के लिए 1 मेगावाट या उससे अधिक के क्रम पर बहुत बड़ी इकाइयों की आवश्यकता होगी। हालांकि उस समय उपयोग किए जाने वाले प्रोपेलर ब्लेड के सबसे बड़े व्यास वाले सेट हेलीकॉप्टरों के लिए थे, जो केवल 46 फीट तक फैले थे, यह अनुमान लगाया गया था कि 200 से 300 फीट व्यास को कवर करने वाले बड़े ब्लेड सेट का निर्माण संभव होगा और यह सबसे कम ऊर्जा लागत का उत्पादन करेगा। एमओडी-0 और एमओडी-0ए पहला डिजाइन एमओडी-0 था, जिसे सैंडुस्की, ओहियो में लुईस रिसर्च सेंटर के पास बनाया गया था और सितंबर 1975 में चालू किया गया था। यह बड़ी इकाइयों में उपयोग के लिए कई अवधारणाओं के विकास के लिए एक परीक्षण बिस्तर के रूप में कार्य करता है। इस डिजाइन में 38 मीटर व्यास का डाउनविंड टू-ब्लेडेड रोटर था, जिसे एक सिंक्रोनस जनरेटर के साथ जोड़ा गया था, जिसमें 8 मीटर/सेकंड हवा की गति पर 100 किलोवाट की पावर रेटिंग थी। एक गति वृद्धि करने वाले ने 1800 आर/मिनट जनरेटर को चलाने के लिए टरबाइन के 40 आर/मिनट को बढ़ा दिया। रोटर ब्लेड को पिच करके मशीन के बिजली उत्पादन को नियंत्रित किया गया था। प्रारंभिक एमओडी-0 ब्लेड लॉकहीड द्वारा एल्यूमीनियम से बनाए गए थे। ब्लेड के मूल छोर पर संरचनात्मक समस्याएं लगभग तुरंत सामने आईं। इससे निपटने के लिए कई महत्वपूर्ण बदलाव और प्रयास किए गए। एक जांच से पता चला कि अप्रत्याशित रूप से उच्च चक्रीय भार जटिल ट्रस टॉवर संरचना द्वारा हवा के एक महत्वपूर्ण अवरोध का परिणाम था। इसके कारण डाउनविंड रोटर पर वायुगतिकीय भार तेजी से बदल गया। इस रुकावट को ठीक करने के लिए, मीनार के केंद्र से प्रवेश सीढ़ियों को हटा दिया गया था। एक प्रमुख ब्लेड सामग्री कार्यक्रम शुरू किया गया था जो फाइबर ग्लास समग्र, इस्पात, लकड़ी और यहां तक कि कंक्रीट का मूल्यांकन करता था। नासा ने पवन टर्बाइनों पर अपनी नाव सामग्री प्रौद्योगिकी को लागू करने के लिए मिशिगन के गौजन ब्रदर्स, इंक. से संपर्क किया। परिणामस्वरूप लकड़ी और मिश्रित ब्लेड ने मॉड-0 (और बाद में मॉड-0ए) पर एल्यूमीनियम ब्लेड को बदल दिया, जिससे ब्लेड रूट संरचनात्मक समस्याओं को समाप्त कर दिया गया। गौजन ब्रदर्स ने दुनिया भर में बिक्री के साथ पवन टरबाइन उद्योग में अपने उत्पादों का सफलतापूर्वक व्यावसायीकरण किया। एमओडी-0 के साथ कई प्रयोग किए गए, जिनमें टावर के ऊपर की ओर रोटर ब्लेड के साथ संक्षिप्त संचालन और टरबाइन रोटर के लिए एकल ब्लेड का परीक्षण शामिल था। इसने 3.2 मेगावाट मॉड-5बी में और बाद में पूरे उद्योग में उनके उपयोग से पहले पहले परिवर्तनीय गति जनरेटर का परीक्षण किया। मॉड-0 का उपयोग पहले स्टील शेल टावरों का परीक्षण करने के लिए भी किया गया था, जो अब प्रमुख टावर डिजाइन है। डिजाइन की चुनौती स्टार्टअप के दौरान नरम संरचना के अनुनाद से सुरक्षित रूप से गुजरते हुए टावर से वजन और लागत निकालना था। प्रोटोटाइप एमओडी-0 के साथ संचालन अनुभव ने एमओडी-0ए नामित कई प्रदर्शन इकाइयों के निर्माण के लिए आधार प्रदान किया। ये एक ही रोटर आकार के प्रोटोटाइप के समान थे, लेकिन हवा की थोड़ी अधिक गति पर 200 किलोवाट पर मूल्यांकन किया गया था। वेस्टिंगहाउस को समग्र निर्माण के लिए जिम्मेदार प्रमुख ठेकेदार के रूप में नियुक्त किया गया था। इकाइयाँ 1977 में क्लेटन न्यू मैक्सिको, 1978 में कुलेब्रा, प्यूर्टो रिको, 1979 में ब्लॉक आइलैंड, रोड आइलैंड और चौथी 1980 में कहाकू पॉइंट हवाई में स्थापित की गईं। एमओडी-1 नासा ने शक्ति में 10 गुना वृद्धि के साथ एमओडी-0ए से आगे बढ़ने के लिए 1978 में जनरल इलेक्ट्रिक के साथ अनुबंध किया। मॉड-1 2 मेगावाट का उत्पादन करने वाला दुनिया का पहला पवन टरबाइन था और जनरल इलेक्ट्रिक का पहला पवन टरबाइन भी था। डेनिशः दाः जमीन से 46 मीटर की ऊँचाई के साथ विंडक्राफ्टवेर्केट टिविंडक्राफ्ट, एक बड़ा रोटर और उच्च हवा की गति पर एक रेटिंग, 2000 किलोवाट की क्षमता थी लेकिन मॉड-1 का 2 मेगावाट बिजली उत्पादन कभी हासिल नहीं किया। मॉड-1 के डिजाइन वजन ने इसे एक प्रतिस्पर्धी वाणिज्यिक उत्पाद बनने से रोक दिया, लेकिन एक प्रोटोटाइप स्थापित किया गया और उत्तरी कैरोलिना के बून के पास हावर्ड के नॉब में चलाया गया। पहली पीढ़ी के मॉड-0 पर आधारित बहु-मेगावाट आकार के त्वरित डिजाइन चक्र ने तकनीकी और परिचालन संबंधी चुनौतियों का कारण बना। भारी ट्रस टावर से कम आवृत्ति वाले शोर ने हवा को डाउनविंड रोटर तक अवरुद्ध कर दिया, जिससे आस-पास स्थित आवासों में समस्याएं पैदा हो गईं। संघीय कार्यक्रम के वित्त पोषण में कमी के अतिरिक्त दबाव के साथ, 1983 में टरबाइन को ध्वस्त कर दिया गया था। एमओडी-2 1977 में बोइंग ने संयुक्त राज्य अमेरिका में कई पवन टरबाइन मॉडल के डिजाइन, निर्माण, निर्माण, स्थापना और परीक्षण के लिए नासा और यूएस-डीओई अनुबंध जीता। पहले चार एम. ओ. डी.-2 मॉडल 1980 के दशक की शुरुआत में परिचालन में आए। निर्माण की शुरुआत को चिह्नित करने के लिए 11 अप्रैल, 1980 को गुडनो हिल्स, वाशिंगटन में पहले तीन टर्बाइनों की आधारशिला रखी गई थी। पहला टरबाइन दिसंबर में चालू होना था। 2 सितंबर, 1982 को चौथे ने मेडिसिन बो, व्योमिंग में काम करना शुरू किया। बोनेविल पावर एडमिनिस्ट्रेशन ने गुडनो हिल्स टर्बाइनों से उत्पन्न बिजली खरीदी और इसे क्षेत्रीय पावर ग्रिड में एकीकृत किया। मई 1981 की अवधि के दौरान, गुडनो हिल्स स्थल पर तीन टर्बाइनों ने दुनिया का पहला पवन फार्म बनाया। गुडनो हिल्स स्थल मुख्य रूप से बोइंग, बोनेविल पावर एडमिनिस्ट्रेशन, नासा और बैटेल मेमोरियल इंस्टीट्यूट के लिए एक शोध परियोजना थी। सौर ऊर्जा अनुसंधान संस्थान ने बिजली के स्रोत के रूप में मेगावाट श्रेणी के पवन टर्बाइनों की उपयुक्तता का भी मूल्यांकन किया। 1986 के दौरान, गुडनो हिल्स के एमओडी-2 पवन टर्बाइनों को ध्वस्त कर दिया गया था। 1985 में, संचालन के अंतिम पूर्ण वर्ष में, तीन टर्बाइनों का संयुक्त विद्युत उत्पादन 8,251 मेगावाट-घंटे था। मेडिसिन बो एमओडी-2 पवन टरबाइन को 1987 में स्क्रैप के लिए बेचा गया था। 2008 में, गुडनो हिल्स विंड फार्म 94 मेगावाट की संयुक्त नेमप्लेट क्षमता के लिए 47 आरई पावर 2 मेगावाट पवन टर्बाइनों के साथ उसी स्थान पर खोला गया। एनएक्सको/पावर होल्डिंग्स पवन फार्म का मालिक है, जिसमें पैसिफिकॉर्प बिजली खरीदार है। डब्ल्यूटीएस-4 व्योमिंग में डब्ल्यूटीएस-4 (4 मेगावाट) पवन टरबाइन को संयुक्त प्रौद्योगिकी (हैमिल्टन मानक प्रभाग) द्वारा नासा के तकनीकी प्रबंधन के तहत और संयुक्त राज्य अमेरिका के आंतरिक विभाग के वित्त पोषण के साथ डिजाइन किया गया था। डब्ल्यूटीएस-4 को 1982 में मेडिसिन बो, व्योमिंग में परिचालन में रखा गया था। इसमें एक "नरम" स्टील ट्यूब टावर, फाइबरग्लास ब्लेड, ड्राइवट्रेन में टॉर्सनल स्प्रिंग्स और डैशपॉट और एक लचीला टीटर हब था। आज तक, डब्ल्यूटीएस-4 अमेरिका में संचालित होने वाला सबसे शक्तिशाली पवन टरबाइन है और इसने 20 वर्षों से अधिक समय तक बिजली उत्पादन का विश्व रिकॉर्ड बनाया है। डब्ल्यूटीएस-3 नामित एक छोटे जनरेटर (3 मेगावाट) के साथ एक दूसरा वाणिज्यिक प्रोटोटाइप स्वीडन में बनाया और संचालित किया गया था। ग्लाइडेड डोमन डब्ल्यूटीएस-4 परियोजना के लिए हैमिल्टन स्टैंडर्ड के सिस्टम डिजाइन मैनेजर थे और उन्हें स्वीडिश सरकार द्वारा डब्ल्यूटीएस-3 परियोजना शुरू करने के लिए काम पर रखा गया था। 2014 में, ग्लिडन डोमन ने मार्टिन जाकुबोव्स्की और सिल्वेस्ट्रो कारुसो के साथ मिलकर 1991 में डब्ल्यूटीएस-4 पवन टरबाइन और उसके बाद डेढ़ मेगावाट गामा 60 पवन टरबाइन में प्रणाली डिजाइन संशोधनों के आधार पर तैरती पवन प्रौद्योगिकियों की एक नई पीढ़ी को तैनात करने के लिए सीविंड ओशन टेक्नोलॉजी बीवी की सह-स्थापना की। एमओडी-5बी 1987 में निर्मित एमओडी-5बी पवन टरबाइन 1990 के दशक में दुनिया का सबसे बड़ा संचालित पवन टरबाइन था। मॉड-5बी के निर्माण का अनुबंध 1980 में बोइंग को दिया गया था और इसे 1987 में ओआहू में स्थापित किया गया था। 3 मेगावाट की रेटेड क्षमता के साथ, इसका वजन और एक स्टील टावर पर व्यास दो-ब्लेड रोटर था। मॉड-5बी के शुरुआती संचालन ने नई पहली इकाई पवन टरबाइन के लिए 95 प्रतिशत की अच्छी उपलब्धता का प्रदर्शन किया। 1988 की शुरुआत में, टरबाइन का संचालन हवाई इलेक्ट्रिक इंडस्ट्रीज को स्थानांतरित कर दिया गया था, फिर मकानी उविला पावर कॉर्पोरेशन (एम. यू. पी. सी.) को, और 1996 में देर तक रुक-रुक कर सेवा में रखा गया था। वित्तीय कठिनाइयों के कारण, पवन टरबाइन को बाकी एम. यू. पी. सी. के साथ बंद कर दिया गया और संपत्ति के मालिक, कैम्पबेल एस्टेट्स को दे दिया गया। कैम्पबेल एस्टेट्स ने इकाई को अलग करने और इसे स्क्रैप के लिए बेचने का फैसला किया। डी. ओ. ई. ने जुलाई 1998 में ड्राइव ट्रेन गियरबॉक्स और जनरेटर को बचाया। कार्यक्रम विरासत नासा प्रोटोटाइप में से कोई भी आम तौर पर वाणिज्यिक जनरेटर के रूप में उत्पादित नहीं हुआ क्योंकि कार्यक्रम का उद्देश्य प्रौद्योगिकी विकसित करना और उभरते उद्योग का समर्थन करना था। कई तकनीकें जैसे कि दोगुना पोषित परिवर्तनीय गति जनरेटर, हल्के वजन वाले ट्यूबलर टावर, और आज पवन उद्योग में उपयोग किए जाने वाले इंजीनियरिंग डिजाइन उपकरण नासा कार्यक्रम द्वारा विकसित और अग्रणी किए गए थे। 1974 और 1992 के बीच कार्यक्रम की कुल लागत $330 मिलियन थी। संदर्भ के लिए, वैश्विक पवन बाजार 2008 तक सालाना $47 बिलियन तक पहुँच गया था। जनरल इलेक्ट्रिक, बोइंग इंजीनियरिंग एंड कंस्ट्रक्शन, वेस्टिंगहाउस और यूनाइटेड टेक्नोलॉजीज इस कार्यक्रम के वाणिज्यिक भागीदार थे, जिनमें से कुछ आज पवन उद्योग में शामिल हैं। हालांकि यह व्यापक रूप से कहा गया है कि कोई वाणिज्यिक डिजाइन का उत्पादन नहीं किया गया था, नासा के उद्योग भागीदारों ने वास्तव में इस कार्यक्रम के दौरान वाणिज्यिक टर्बाइनों का उत्पादन किया जैसे कि बोइंग मॉड-2 (पहले वर्णित) और वेस्टिंगहाउस ने हवाई के काहुकु पवन फार्म में 600 किलोवाट टर्बाइन का उत्पादन किया। जब 1980 से 1990 के दशक की शुरुआत तक तेल की कीमतों में तीन कारकों की गिरावट आई, जिसे "1980 के दशक के तेल की अधिकता" के रूप में जाना जाने लगा, तो बड़े और छोटे दोनों तरह के कई टरबाइन निर्माताओं ने व्यवसाय छोड़ दिया। उदाहरण के लिए, नासा/बोइंग मॉड-5बी की वाणिज्यिक बिक्री 1987 में समाप्त हो गई जब बोइंग इंजीनियरिंग एंड कंस्ट्रक्शन ने घोषणा की कि वे "बाजार छोड़ने की योजना बना रहे हैं क्योंकि तेल की कम कीमतें बिजली उत्पादन के लिए पवनचक्की को गैर-आर्थिक बना रही हैं।" डी. ओ. ई./नासा के बड़े पवन टरबाइन कार्यक्रम का सारांश 1984 में प्रकाशित किया गया था। एनरकॉन ई-126 भी देखें संयुक्त राज्य अमेरिका में पवन ऊर्जा का इतिहास स्मिथ-पटनाम पवन टरबाइन संदर्भ स्रोत आगे पढ़ने के लिए बाहरी लिंक नासा स्पिन-ऑफ प्रौद्योगिकियां संयुक्त राज्य अमेरिका में पवन ऊर्जा