Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!
Chinese onderzoekers laten zich inspireren door fluisterstille uilenvleugels en ontwikkelden minder lawaaierige windturbinebladen.
Windturbines leveren schone stroom, maar het geluid van de ‘molenwieken’ maakt sommige mensen horendol. Lucht die boven- en onderlangs over een turbineblad stroomt, komt aan de achterkant met geweld bijeen en dat hoor je. Hetzelfde effect treedt op bij de bladen in de motoren van vliegtuigen of drones. Dat geeft niet alleen lawaai, maar kost ook energie. Onderzoeker Xiaomin Liu van de Chinese Xi’an Jiaotong Universiteit liet zich inspireren door de bouw van uilenvleugels om geluid van de achterkant van turbinebladen te dempen.
“Nachtuilen produceren 18 decibel minder geluid dan andere vogels die even snel vliegen, dankzij de bijzondere bouw van hun vleugels”, vertelt Liu in een persbericht. Een wonderlijk stuk biotechniek zodat prooien de uil niet aan horen komen. Door de vorm van de vleugels en uitstekende veren mengt de lucht achter de vleugel met minder geweld en geluid. Dat werkt zelfs terwijl de vleugels continu van stand en hoek veranderen. In het vakblad Physics of Fluids beschrijft Liu hoe je zo’n uilenontwerp gebruikt om stille turbinebladen te maken.
Lees ook:
- ‘Zwart turbineblad resulteert in minder slachtoffers’
- Waarom staat de generator bovenop een windturbine
Zaagtand
Liu en collega’s bouwen in hun studie voort op eerder werk waarbij de achterkant van turbinebladen een zaagtandontwerp kregen, net als de uitstekende veren van uilenvleugels. Met nauwkeurige berekeningen en live metingen testten de onderzoekers verschillende vormen van uitsteeksels. Hun beste ontwerp maakt 15.22 decibel minder geluid dan een standaard turbineblad. Opmerkelijk resultaat: asymmetrische gevormde ‘veren’ achterop de turbinebladen dempen het turbinelawaai van dit ontwerp nog eens 3.68 decibel beter dan mooi symmetrische exemplaren.
Voor alle nieuwe windmolens getande achterkanten krijgen is er nog een weg te gaan, benadrukken de onderzoekers. De tests vonden bijvoorbeeld plaats bij lage windsnelheid en laten zien dat het effect van uitsteeksels nogal afhangt van de omstandigheden waaronder de turbinebladen ronddraaien. Turbulentie, andere stroomsnelheden, de hoek waaronder de wind het blad raakt – het heeft allemaal zijn eigen effect. Vervolgonderzoek dus, maar wel met de hoop dat turbines van windmolens, vliegtuig- en dronemotoren een stuk stiller worden.
Bronnen: Physics of Fluids, American Institute of Physics
Beeld: Wikipedia/Peter K. Burian