NASA wind turbines
1975 میں شروع کرتے ہوئے، ناسا نے تیل کی قیمتوں میں اضافے کے جواب میں، بجلی کے لیے یوٹیلیٹی اسکیل ونڈ ٹربائنز تیار کرنے کے لیے ریاستہائے متحدہ کے محکمہ توانائی اور ریاستہائے متحدہ کے محکمہ داخلہ کے لیے ایک پروگرام کا انتظام کیا۔ اس اہم پروگرام کے تحت دنیا کی کئی سب سے بڑی ونڈ ٹربائنز تیار کی گئیں اور ان کی جانچ کی گئی۔ یہ پروگرام ونڈ ٹربائن جنریٹرز کی اس وقت کی جدید ترین حالت سے بہت آگے چھلانگ لگانے کی کوشش تھی، اور بعد میں ونڈ ٹربائن انڈسٹری کے ذریعہ اپنائی گئی متعدد ٹیکنالوجیز تیار کیں۔ تاہم تجارتی صنعت کی ترقی میں 1980 کی دہائی کے دوران مسابقتی توانائی کی قیمتوں میں نمایاں کمی کی وجہ سے تاخیر ہوئی۔ 1974 میں، جزوی طور پر 1973 کے تیل کے بحران کے بعد تیل کی قیمت میں اضافے کے جواب میں، انرجی ریسرچ اینڈ ڈویلپمنٹ ایڈمنسٹریشن (ای آر ڈی اے)، جو بعد میں ریاستہائے متحدہ کے محکمہ توانائی کا حصہ بنی، نے لوئس ڈیوون کی ہدایت پر ایک محکمہ مقرر کیا تاکہ یوٹیلیٹی اسکیل ونڈ ٹربائنز میں تحقیق کے لیے فنڈ فراہم کیا جا سکے۔ ناسا کو سینڈوسکی اوہائیو (اب گلین ریسرچ سینٹر) میں اپنے لیوس ریسرچ سینٹر کے ذریعے جنرل الیکٹرک، ویسٹنگ ہاؤس، یونائیٹڈ ٹیکنالوجیز اور بوئنگ جیسے بڑے ٹھیکیداروں کے ذریعے ترقی میں ہم آہنگی کا کام سونپا گیا تھا۔ 1975 میں ناسا نے نیشنل سائنس فاؤنڈیشن اور ای آر ڈی اے کی مالی اعانت سے سینڈوسکی اوہائیو میں اپنا پہلا پروٹو ٹائپ ونڈ ٹربائن، 100 کلو واٹ موڈ-0 ڈیزائن اور بنایا۔ موڈ-0 کو آسٹریا کے الریچ ہٹر نے ہلکے وزن والے دو بلیڈ والے ریسرچ ٹربائن کے بعد بنایا تھا۔ لچکدار یا ٹیٹرڈ روٹر ہبس والی دو بلیڈ والی ونڈ ٹربائن ناسا کے زیر قیادت پروگرام کی خصوصیت رکھتی ہے۔ ناسا اور اس کے ٹھیکیداروں نے پایا کہ دو بلیڈ بنیادی طور پر تین بلیڈ کے برابر توانائی پیدا کر سکتے ہیں لیکن بلیڈ کی لاگت اور وزن کی بچت پر۔ دو بلیڈ والے روٹر مساوی تین بلیڈ والے روٹرز سے زیادہ تیزی سے گھومتے ہیں، جس سے گیئر باکس میں تناسب کم ہوتا ہے۔ روٹر میں لچک ڈرائیو ٹرین میں موڑنے والے بوجھ کی منتقلی کو کم کرتی ہے۔ ناسا کے ونڈ ٹربائنوں میں سے کسی نے بھی گیئر باکس کی ناکامی کا تجربہ نہیں کیا جو اکثر آج کے استعمال میں سخت روٹر سسٹم کے لیے ایک مسئلہ ہے۔ ناسا پروگرام نے بین الاقوامی شراکت داروں کو مدعو کرتے ہوئے تکنیکی کانفرنسوں کی میزبانی کی۔ ناسا نے 1977 اور 1979 کے درمیان ڈینش تھری بلیڈڈ گیڈسر ونڈ ٹربائن کی تجدید اور چلانے میں بھی مدد کی، تاکہ اس کے آپریشن اور خصوصیات کا بڑے یونٹوں کے ماڈل کے طور پر مطالعہ کیا جا سکے۔ یہ 1957 کا یونٹ جوہانس جول نے ڈیزائن کیا تھا اس نے 11 سالوں کے لیے 200 کلو واٹ پیدا کیا، اور ایک تین بلیڈ والے اپ ونڈ روٹر کا استعمال کیا جس میں ایک جالی ٹاور اور بلیڈ تھے جو جزوی طور پر اندرونی گائے تاروں کے ذریعے سپورٹ کیے گئے تھے۔ یہ کوشش اس کی ایروڈینامک، الیکٹریکل اور مکینیکل خصوصیات پر تحقیقی ڈیٹا تیار کرتی ہے۔ اس کوشش کا ایک اہم نتیجہ ایک انجینئرنگ ڈیزائن ماڈل کی ترقی تھی جسے صنعت غیر فعال پاور کنٹرول کے لیے استعمال کرتی تھی۔ بڑی ونڈ ٹربائن اکائیاں پیمانے کی معیشتیں حاصل کرتی ہیں۔ ناسا کی تحقیق اور پروٹو ٹائپ نے یہ ظاہر کیا کہ ساختی طاقت، تھکاوٹ، رفتار پر قابو اور ایروڈینامکس میں اسکیلنگ کے کافی چیلنجز تھے۔ 1980 کی دہائی میں زیادہ تر ونڈ ٹربائنز 25 کلو واٹ کی درجہ بندی تک کے چھوٹے یونٹ تھے۔ ناسا کے ٹھیکیداروں کی طرف سے کیے گئے مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ یوٹیلیٹیز کے ذریعے بجلی کی اقتصادی پیداوار کے لیے 1 میگاواٹ یا اس سے زیادہ کے آرڈر پر بہت بڑے یونٹس کی ضرورت ہوگی۔ اگرچہ اس وقت استعمال ہونے والے پروپیلر بلیڈ کے سب سے بڑے قطر والے سیٹ ہیلی کاپٹروں کے لیے تھے، جو صرف 46 فٹ پر پھیلے ہوئے تھے، لیکن یہ اندازہ لگایا گیا تھا کہ 200 سے 300 فٹ قطر پر محیط بڑے بلیڈ سیٹ بنانا ممکن ہوگا اور توانائی کی سب سے کم لاگت پیدا کرے گا۔ ایم او ڈی-0 اور ایم او ڈی-0 اے پہلا ڈیزائن ایم او ڈی-0 تھا، جو سینڈوسکی، اوہائیو میں لیوس ریسرچ سینٹر کے قریب بنایا گیا تھا اور ستمبر 1975 میں آپریشنل تھا۔ اس نے بڑی اکائیوں میں استعمال کے لیے بہت سے تصورات کی ترقی کے لیے ایک ٹیسٹ بیڈ کے طور پر کام کیا۔ اس ڈیزائن میں 38 میٹر قطر کا ڈاؤن ونڈ دو بلیڈڈ روٹر تھا، جو ایک سنکرونس جنریٹر کے ساتھ مل کر ہوا کی رفتار 8 میٹر/سیکنڈ پر 100 کلو واٹ کی پاور ریٹنگ کے ساتھ تھا۔ ایک رفتار بڑھانے والے نے 1800 آر/منٹ جنریٹر کو چلانے کے لیے ٹربائن کے 40 آر/منٹ کو بڑھایا۔ مشین کی بجلی کی پیداوار کو روٹر بلیڈوں کو پچ کرکے منظم کیا گیا تھا۔ ابتدائی ایم او ڈی-0 بلیڈ لاک ہیڈ نے ایلومینیم سے بنائے تھے۔ ساختیاتی مسائل بلیڈ کے جڑ کے سرے پر تقریبا فورا سامنے آ گئے۔ اس سے نمٹنے کے لیے کئی اہم تبدیلیاں اور کوششیں کی گئیں۔ ایک تحقیقات سے پتہ چلا کہ غیر متوقع طور پر زیادہ چکور بوجھ پیچیدہ ٹرس ٹاور ڈھانچے کی طرف سے ہوا کی ایک اہم رکاوٹ کا نتیجہ تھا۔ اس کی وجہ سے ڈاون ونڈ روٹر پر ایروڈینامک بوجھ تیزی سے بدل گیا۔ اس رکاوٹ کو درست کرنے کے لیے، ٹاور کے مرکز سے رسائی کی سیڑھیوں کو ہٹا دیا گیا۔ بلیڈ مواد کا ایک بڑا پروگرام شروع کیا گیا جس میں فائبر گلاس مرکب، اسٹیل، لکڑی اور یہاں تک کہ کنکریٹ کا جائزہ لیا گیا۔ ناسا نے اپنی کشتی کے مواد کی ٹیکنالوجی کو ونڈ ٹربائنز پر لاگو کرنے کے لیے مشی گن کے گوجن برادرز انکارپوریٹڈ سے رابطہ کیا۔ نتیجے میں لکڑی اور جامع بلیڈ نے موڈ-0 (اور بعد میں موڈ-0 اے) پر ایلومینیم بلیڈ کی جگہ لے لی، جس سے بلیڈ کی جڑ کے ساختی مسائل ختم ہو گئے۔ گوجن برادران نے دنیا بھر میں فروخت کے ساتھ اپنی مصنوعات کو ونڈ ٹربائن انڈسٹری میں کامیابی کے ساتھ تجارتی بنایا۔ ایم او ڈی-0 کے ساتھ بہت سے تجربات کیے گئے، جن میں ٹاور کے اوپر کی طرف چلنے والے روٹر بلیڈ کے ساتھ مختصر آپریشن، اور ٹربائن روٹر کے لیے ایک واحد بلیڈ کا تجربہ شامل ہے۔ اس نے پہلے متغیر رفتار جنریٹرز کا تجربہ 3.3 میگاواٹ موڈ-5 بی میں اور بعد میں پوری صنعت میں ان کے استعمال سے پہلے کیا۔ موڈ-0 کو پہلے اسٹیل شیل ٹاورز کی جانچ کے لیے بھی استعمال کیا گیا تھا، جو اب غالب ٹاور ڈیزائن ہے۔ ڈیزائن چیلنج اسٹارٹ اپ کے دوران نرم ڈھانچے کی گونج سے محفوظ طریقے سے گزرتے ہوئے ٹاور سے وزن اور قیمت نکالنا تھا۔ پروٹو ٹائپ ایم او ڈی-0 کے ساتھ آپریٹنگ تجربے نے ایم او ڈی-0 اے نامزد کئی مظاہرے یونٹوں کی تعمیر کی بنیاد فراہم کی۔ یہ ایک ہی روٹر سائز کے پروٹو ٹائپ سے ملتے جلتے تھے، لیکن ہوا کی قدرے زیادہ رفتار پر 200 کلو واٹ کی درجہ بندی کی گئی تھی۔ ویسٹنگ ہاؤس کو مجموعی تعمیر کا ذمہ دار اہم ٹھیکیدار مقرر کیا گیا تھا۔ یونٹس 1977 میں کلیٹن نیو میکسیکو، 1978 میں کلیبرا، پورٹو ریکو، 1979 میں بلاک آئی لینڈ، رہوڈ آئی لینڈ اور چوتھی 1980 میں کاہاکو پوائنٹ ہوائی میں نصب کی گئیں۔ ایم او ڈی-1 ناسا نے 1978 میں جنرل الیکٹرک کے ساتھ معاہدہ کیا تاکہ طاقت میں 10 گنا اضافے کے ساتھ ایم او ڈی-0 اے کو بڑھایا جا سکے۔ موڈ-1 دنیا کی پہلی ونڈ ٹربائن تھی جس نے 2 میگاواٹ اور جنرل الیکٹرک کی پہلی ونڈ ٹربائن بھی تیار کی۔ ڈینش: دا: زمین سے 46 میٹر کی بلندی کے مرکز کے ساتھ ونڈ کرافٹورکیٹ ٹوئنڈ کرافٹ، ایک بڑا روٹر اور تیز ہوا کی رفتار پر درجہ بندی، 2000 کلو واٹ کی صلاحیت رکھتا تھا لیکن اس نے کبھی بھی موڈ-1 کی 2 میگاواٹ بجلی کی پیداوار حاصل نہیں کی۔ موڈ-1 کے ڈیزائن کے وزن نے اسے مسابقتی تجارتی مصنوعات بننے سے روک دیا، لیکن ایک پروٹو ٹائپ نصب کیا گیا اور شمالی کیرولائنا کے بون کے قریب ہاورڈز نوب میں چلایا گیا۔ پہلی نسل کے موڈ-0 پر مبنی ملٹی میگاواٹ سائز کا تیز ڈیزائن سائیکل تکنیکی اور آپریشنل چیلنجوں کا سبب بنا۔ بھاری ٹرس ٹاور سے کم تعدد کے شور نے ہوا کو نیچے کی طرف چلنے والے روٹر تک روک دیا جس کی وجہ سے قریب واقع رہائش گاہوں میں مسائل پیدا ہوئے۔ وفاقی پروگرام کی فنڈنگ میں کمی کے اضافی دباؤ کے ساتھ، 1983 میں ٹربائن کو ختم کر دیا گیا۔ ایم او ڈی-2 1977 میں بوئنگ نے ریاستہائے متحدہ میں کئی ونڈ ٹربائن ماڈلز کے ڈیزائن، بناوٹ، تعمیر، تنصیب اور جانچ کے لیے ناسا اور یو ایس-ڈی او ای کا معاہدہ جیتا۔ پہلے چار ایم او ڈی-2 ماڈل 1980 کی دہائی کے اوائل میں کام کرنے لگے۔ پہلے تین ٹربائنوں کا سنگ بنیاد 11 اپریل 1980 کو گڈنو ہلز، واشنگٹن میں تعمیر کے آغاز کے موقع پر رکھا گیا تھا۔ پہلی ٹربائن دسمبر میں کام کرنے والی تھی۔ 2 ستمبر 1982 کو چوتھے نے میڈیسن بو، وومنگ میں کام کرنا شروع کیا۔ بون ویل پاور ایڈمنسٹریشن نے گڈنو ہلز ٹربائنز کی پیدا شدہ بجلی خریدی اور اسے علاقائی پاور گرڈ میں ضم کیا۔ مئی 1981 کے ادوار کے دوران، گڈنو ہلز سائٹ پر تین ٹربائنوں نے دنیا کا پہلا ونڈ فارم تشکیل دیا۔ گڈنو ہلز سائٹ بنیادی طور پر بوئنگ، بون ویل پاور ایڈمنسٹریشن، ناسا اور بیٹیل میموریل انسٹی ٹیوٹ کے لیے ایک تحقیقی منصوبہ تھا۔ سولر انرجی ریسرچ انسٹی ٹیوٹ نے بھی بجلی کے ذریعہ کے طور پر میگاواٹ کلاس ونڈ ٹربائنز کی موزونیت کا جائزہ لیا۔ 1986 کے دوران گڈنو ہلز کے ایم او ڈی-2 ونڈ ٹربائنز کو ختم کر دیا گیا۔ 1985 میں، آپریشن کے آخری پورے سال میں، تینوں ٹربائنوں کی مشترکہ برقی پیداوار 8,251 میگاواٹ گھنٹے تھی۔ میڈیسن بو ایم او ڈی-2 ونڈ ٹربائن کو 1987 میں سکریپ کے لیے فروخت کیا گیا تھا۔ 2008 میں، گڈنو ہلز ونڈ فارم اسی جگہ پر 47 آر ای پاور 2 میگاواٹ ونڈ ٹربائنز کے ساتھ 94 میگاواٹ کی مشترکہ نیم پلیٹ کی صلاحیت کے ساتھ کھولا گیا۔ این ایکسکو/پاور ہولڈنگز ونڈ فارم کا مالک ہے، جس میں پیسفی کارپ بجلی کا خریدار ہے۔ ڈبلیو ٹی ایس-4 وومنگ میں ڈبلیو ٹی ایس-4 (4 میگاواٹ) ونڈ ٹربائن کو یونائیٹڈ ٹیکنالوجیز (ہیملٹن اسٹینڈرڈ ڈویژن) نے ناسا کے تکنیکی انتظام کے تحت اور ریاستہائے متحدہ کے محکمہ داخلہ کی مالی اعانت سے ڈیزائن کیا تھا۔ ڈبلیو ٹی ایس-4 کو 1982 میں میڈیسن بو، وومنگ میں آپریشن میں رکھا گیا تھا۔ اس میں ایک "نرم" اسٹیل ٹیوب ٹاور، فائبر گلاس بلیڈ، ٹورسنل اسپرنگس اور ڈرائیو ٹرین میں ڈیش پاٹس، اور ایک لچکدار ٹیٹرڈ ہب شامل تھے۔ آج تک، ڈبلیو ٹی ایس-4 امریکہ میں چلنے والی سب سے طاقتور ونڈ ٹربائن ہے اور اس نے 20 سال سے زیادہ عرصے تک بجلی کی پیداوار کا عالمی ریکارڈ قائم کیا ہے۔ ایک چھوٹا جنریٹر (3 میگاواٹ) کے ساتھ ایک دوسرا تجارتی پروٹو ٹائپ جسے ڈبلیو ٹی ایس-3 نامزد کیا گیا تھا سویڈن میں تعمیر کیا گیا اور چلایا گیا۔ گلائڈڈ ڈومین ڈبلیو ٹی ایس-4 پروجیکٹ کے لیے ہیملٹن اسٹینڈرڈ کے سسٹم ڈیزائن مینیجر تھے اور انہیں سویڈش حکومت نے ڈبلیو ٹی ایس-3 پروجیکٹ شروع کرنے کے لیے رکھا تھا۔ 2014 میں، گلائڈڈ ڈومین نے مارٹن جیکوبووسکی اور سلویسٹرو کیروسو کے ساتھ مل کر 1991 میں ڈبلیو ٹی ایس-4 ونڈ ٹربائن اور اس کے بعد 1.5 میگاواٹ گاما 60 ونڈ ٹربائن میں سسٹم ڈیزائن میں ترمیم پر مبنی فلوٹنگ ونڈ ٹیکنالوجیز کی ایک نئی نسل کو تعینات کرنے کے لیے سی ونڈ اوشین ٹیکنالوجی بی وی کی مشترکہ بنیاد رکھی۔ ایم او ڈی-5 بی ونڈ ٹربائن، جو 1987 میں بنائی گئی تھی، 1990 کی دہائی میں دنیا کی سب سے بڑی آپریٹنگ ونڈ ٹربائن تھی۔ موڈ-5 بی کی تعمیر کا معاہدہ بوئنگ کو 1980 میں دیا گیا تھا اور اسے 1987 میں اوہو پر نصب کیا گیا تھا۔ 3. 3 میگاواٹ کی درجہ بندی کی صلاحیت کے ساتھ، اس کا وزن اور اسٹیل ٹاور پر قطر دو بلیڈ کا روٹر تھا۔ موڈ-5 بی کے ابتدائی آپریشن نے نئے فرسٹ یونٹ ونڈ ٹربائن کے لیے 95 فیصد کی اچھی دستیابی کا مظاہرہ کیا۔ 1988 کے اوائل میں، ٹربائن کا آپریشن ہوائی الیکٹرک انڈسٹریز کو منتقل کر دیا گیا، پھر مکانی اویلا پاور کارپوریشنز (ایم یو پی سی) کو، اور 1996 کے آخر تک وقفے وقفے سے خدمت میں رکھا گیا۔ مالی مشکلات کی وجہ سے، ونڈ ٹربائن کو باقی ایم یو پی سی کے ساتھ بند کر دیا گیا، اور جائیداد کے مالک، کیمبل اسٹیٹس کو منتقل کر دیا گیا۔ کیمبل اسٹیٹس نے یونٹ کو الگ کرنے اور اسے سکریپ کے لیے فروخت کرنے کا فیصلہ کیا۔ ڈی او ای نے جولائی 1998 میں ڈرائیو ٹرین گیئر باکس اور جنریٹر کو بچایا۔ پروگرام کی میراث ناسا کا کوئی بھی پروٹو ٹائپ عام طور پر تجارتی جنریٹر کے طور پر تیار نہیں ہوا کیونکہ اس پروگرام کا مقصد ٹیکنالوجی کو تیار کرنا اور ابھرتی ہوئی صنعت کی مدد کرنا تھا۔ بہت سی ٹیکنالوجیز جیسے دوگنا کھلایا متغیر رفتار جنریٹر، ہلکے وزن کے نلکے والے ٹاور، اور آج ہوا کی صنعت میں استعمال ہونے والے انجینئرنگ ڈیزائن ٹولز ناسا پروگرام کے ذریعہ تیار اور پیش کیے گئے تھے۔ 1974 اور 1992 کے درمیان اس پروگرام کی کل لاگت 330 ملین ڈالر تھی۔ حوالہ کے لیے، عالمی ونڈ مارکیٹ 2008 تک سالانہ 47 بلین ڈالر تک پہنچ گئی تھی۔ جنرل الیکٹرک، بوئنگ انجینئرنگ اینڈ کنسٹرکشن، ویسٹنگ ہاؤس اور یونائیٹڈ ٹیکنالوجیز اس پروگرام کے تجارتی شراکت دار تھے، جن میں سے کچھ آج ہوا کی صنعت میں شامل ہیں۔ اگرچہ یہ بڑے پیمانے پر کہا گیا ہے کہ کوئی تجارتی ڈیزائن تیار نہیں کیا گیا تھا، لیکن ناسا کے صنعتی شراکت داروں نے واقعی اس پروگرام کے دوران تجارتی ٹربائن تیار کیے جیسے کہ ہوائی کے کہوکو ونڈ فارم میں بوئنگ موڈ-2 (پہلے بیان کردہ) اور ویسٹنگ ہاؤس 600 کلو واٹ ٹربائن۔ جب 1980 سے لے کر 1990 کی دہائی کے اوائل تک تیل کی قیمتوں میں تین عوامل کی کمی واقع ہوئی جسے "1980 کی دہائی کے تیل کی کثرت" کے نام سے جانا جاتا ہے، تو بہت سے ٹربائن بنانے والے، بڑے اور چھوٹے، کاروبار چھوڑ گئے۔ مثال کے طور پر، ناسا/بوئنگ موڈ-5 بی کی تجارتی فروخت 1987 میں ختم ہو گئی جب بوئنگ انجینئرنگ اینڈ کنسٹرکشن نے اعلان کیا کہ وہ "مارکیٹ چھوڑنے کا ارادہ کر رہے ہیں کیونکہ تیل کی کم قیمتیں بجلی کی پیداوار کے لیے ونڈ ملز کو غیر اقتصادی بنا رہی ہیں"۔ ڈی او ای/ناسا کے بڑے ونڈ ٹربائن پروگرام کا خلاصہ 1984 میں شائع ہوا۔ اینرکون ای-126 ونڈ پاور کی تاریخ ریاستہائے متحدہ میں ونڈ پاور اسمتھ-پٹنم ونڈ ٹربائن حوالہ جات ذرائع مزید پڑھنے بیرونی روابط ناسا اسپن آف ٹیکنالوجیز ونڈ ٹربائنز ریاستہائے متحدہ میں ونڈ پاور