Penggunaan Tenaga Terowong Angin: Cara Mengurangkan Kos dan Mengoptimumkan OPEX

Selain daripada kos buruh, perbelanjaan elektrik merupakan komponen terbesar dalam perbelanjaan operasi (OPEX) bagi mana-mana kompleks terowong angin. Untuk memecutkan angin sehingga 320 km/h di dalam ruang penerbangan berdiameter 4.3 m, kipas industri diperlukan, di mana motornya menggunakan jumlah tenaga yang sangat besar.

Bagi pelabur, memahami apa yang membentuk keperluan kuasa terowong angin (wind tunnel power requirements) dan cara mengurangkan penggunaan tenaga terowong angin (wind tunnel energy consumption) adalah isu kelangsungan perniagaan. Mari kita teliti fizik dan ekonomi proses ini: kita akan mengira kos elektrik terowong angin menegak (vertical wind tunnel electricity cost) yang sebenar dan melihat penyelesaian kejuruteraan yang mampu mengurangkan bil utiliti secara radikal.

---

1. Keperluan Kuasa Terowong Angin: Penunjuk Asas

Jumlah tenaga elektrik yang digunakan bergantung pada saiz motor dan kecekapan aerodinamik saluran udara. Kuasa diskalakan berdasarkan dimensi ruang penerbangan:

• Model padat (contohnya, TT32 mFLY): Beroperasi dengan kipas berkuasa 750 kW.
• Standard komersial (contohnya, TT36 SMART): Memerlukan kuasa motor sebanyak 1,000 kW.
• Model profesional (contohnya, TT45 PRO): Menggunakan 1,260 kW.
• Terowong angin litar tertutup pesaing (contohnya, TornadoPro dengan ruang 4.3 m): Menggunakan sehingga 1,600 kW.

Penting untuk difahami bahawa terowong berkuasa 1,000 kW tidak beroperasi pada kuasa penuh 100% sepanjang masa. Penerbangan kanak-kanak dan pemula berlangsung pada kelajuan yang lebih rendah (motor dibebankan pada 400–600 kW), manakala latihan sukan dan latihan payung terjun tentera memerlukan kelajuan maksimum dan kuasa penuh.

---

2. Pengiraan Kos Elektrik Terowong Angin Menegak

Di bawah ialah pengiraan praktikal kos elektrik untuk terowong komersial standard berkuasa 1,000 kW (seperti TunnelTech TT36 SMART) yang beroperasi di rantau Eropah:

Parameter Pemodelan Asas

• Beban kerja purata: 700 kW (nilai purata antara penerbangan runcit pemula dan latihan kelajuan tinggi atlet).
• Masa penerbangan bersih sehari: 6 jam (360 minit penerbangan).
• Penggunaan tenaga sehari: 700 kW x 6 jam = 4,200 kWj.
• Tarif elektrik komersial: €0.15 per kWj.

Pengiraan Perbelanjaan Elektrik Asas

• Kos sehari: 4,200 kWj x €0.15 = €630 sehari.
• Kos sebulan (30 hari): €18,900 sebulan.
• Kos setahun (360 hari): €226,800 setahun.

Nota: Di negara yang mempunyai tarif elektrik yang tinggi (melebihi €0.25/kWj), perbelanjaan tahunan asas untuk operasi kipas boleh melebihi €370,000.

---

3. Pemangkin Kos Termodinamik: Penyejukan Udara

Aliran udara yang dipecutkan oleh kipas menjadi panas akibat geseran. Untuk penerbangan yang selesa, suhu di dalam ruang penerbangan perlu dikekalkan antara 22°C – 26°C. Pilihan sistem penyejukan memberi kesan kritikal kepada bil elektrik akhir:

Kaedah Klasik: Penyejukan Aktif (Chiller)

Kebanyakan terowong standard pesaing menggunakan chiller pemampat yang besar dan penukar haba air:

• Beban berlebihan: Unit penyejukan menggunakan jumlah tenaga yang sangat besar, menambah antara 20% hingga 30% kepada jumlah bil elektrik kompleks.
• Penurunan tekanan: Grid radiator penukar haba dipasang terus ke dalam saluran udara, mewujudkan rintangan angin yang kuat. Motor terpaksa menggunakan sehingga 30% kuasa kipas hanya untuk mengatasi rintangan ini, yang menyebabkan pembaziran elektrik berganda.

Kaedah Termaju: Ventilasi Pasif TunnelTech

TunnelTech telah mengoptimumkan termodinamik terowong dengan memperkenalkan sistem penyejukan pasif yang dipatenkan:

• Pertukaran udara pasif: Sistem ini menggunakan perbezaan tekanan semula jadi dalam litar saluran udara untuk mengeluarkan udara panas dan membawa masuk udara atmosfera yang sejuk tanpa menghidupkan chiller yang menggunakan tenaga tinggi.
• Penjimatan sehingga 60%: Pada suhu luar di bawah 30°C, ventilasi pasif memberikan penjimatan elektrik sehingga 60% untuk penyejukan, mengurangkan jumlah penggunaan tenaga kompleks sebanyak 30% – 35%.
• Bilah pengarah berongga: Dalam iklim panas (melebihi 30°C), litar penyejukan disalurkan di dalam bilah pengarah berongga saluran udara. Haba disingkirkan tanpa mewujudkan halangan di dalam saluran, menghapuskan kehilangan tekanan.

---

4. Kaedah Operasi untuk Penjimatan Elektrik

Selain memilih teknologi kecekapan tenaga, penggunaan tenaga juga boleh dioptimumkan pada peringkat pengurusan harian:

• Peralihan waktu sukan: Selaraskan pelan tarif dengan grid elektrik dan pindahkan sesi latihan atlet profesional (yang memerlukan kelajuan aliran maksimum) ke waktu malam dan pagi dengan tarif tenaga yang rendah.
• Pengoptimuman pemacu frekuensi berubah (VFD): Pastikan motor kipas dilengkapi dengan pemacu frekuensi berubah (VFD) berkualiti tinggi, yang membolehkan pengurangan kelajuan serta-merta semasa jeda antara sesi penerbangan.

---

5. Kesimpulan: Kecekapan Tenaga sebagai Perlindungan Margin Anda

Mengurangkan penggunaan tenaga terowong angin ialah cara paling berkesan untuk melindungi perniagaan daripada lonjakan harga tenaga dan meningkatkan margin EBITDA.

Untuk mendapatkan model termodinamik terperinci dan pengiraan penggunaan tenaga untuk zon iklim anda, hubungi jurutera TunnelTech di Stuttgart.