Ali Pourahmad 的发明 | 类别：世界新发明 | 相关：科学发现与技术发明
利用地铁站空调涡轮机输出的风压机械能，回收废弃能源并将其重新投入发电循环 | 风力发电
◉ 发明：利用地铁站空调发电
◉ 发明人及专利所有人：阿里·普拉赫迈德
◉ 类别：世界各地发明家的新发明
◉ 引言和目标:
在本文中，我们简要介绍了一种利用地铁站空调涡轮机输出的风压机械能来回收废弃能源（风能）并将其返回到发电循环中的系统发明。
我们周围蕴藏着许多自然和非自然的潜力，只要稍加关注和发挥创造力，就能最大限度地利用它们。自然界中许多固有的潜力，以及现代生活科技成就所带来的潜力，至今仍未被开发利用。新技术的快速发展及其对各种能源的依赖，促使科学理论的提出者和创造者们提出了各种解决方案，以实现能源领域的可持续发展和环境友好型发展。在本文中，我尝试展示一种创造性的清洁能源生产方案，该方案可以满足地铁站部分电力消耗的需求。
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◉ 类别：世界各地发明家的新发明
如果我们仔细观察周围的自然或人工物理化学反应，就会发现这些反应产生的动态结果中有很大一部分被白白浪费掉了。尽管各个工业领域的专家都在努力提高能源生产循环的运行效率，但即便成本高昂，世界上仍然存在许多工业活动，其活动循环中的"自驱动能源潜力"被白白浪费掉，而且实际上，人们根本没有关注这些隐藏潜力的回收利用。
回收利用已消耗的能源（如果具有经济合理性和潜在可行性）可以节省主要成本和辅助成本，并解决部分总消耗能源的再生问题。地铁站的中央通风系统以及通往车站的地下隧道通风支路是能源浪费严重的基础设施之一。几年前，我在德黑兰地铁（伊朗首都）北站出站后，走到人行道上，看到地下通风口处刮着强风。当时，通风口的风扇正在产生强劲的风力。正是这次经历，让我萌生了发明一种装置来回收地铁通风口机械能的想法。
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这股风的物理作用力如此之大，甚至将人行道旁的树木都吹弯了。那一刻，我想起了风力涡轮机的运行原理，它们利用的风力强度远低于我刚才在车站前感受到的风力。当然，在生产循环中，通过有针对性地控制气流运动来产生吸力或压力，其输出可以作为其他生产循环的燃料。遗憾的是，城市基础设施或大型工业中存在着许多这样的潜在资源，却因为缺乏对能源回收的重视而白白浪费。
自然风是地球的恩赐之一，几乎遍布全球各地，只是强度和气压变化各不相同。当然，在地球的某些地区，由于缺乏足够的冷暖气团移动空间，风压较弱。事实上，每日风循环正是地球表面受热不均的一个明显例证，冷暖气团的温度不断趋于平衡，这种位移形成了我们所知的"风"。在全球范围内，由于赤道附近的陆地比南北极附近的陆地更温暖，这两个冷暖区域的温差导致了围绕地球旋转的大气环流的形成。
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◉ 更多技术细节:
如前文引言结尾所述，自然风的强度和数量取决于特定区域的气压和温差。这是因为随着暖空气的增加，低气压会保持在一定范围内，而大气层始终朝着平衡状态运动，空气会从高压区流向低压区以填补空隙。这种高压区之间的运动导致了风的产生，这一过程被称为扩散。显然，扩散过程中风的速度和强度与暖空气团向冷空气团移动的速度直接相关。因为随着地球大气层温度的变化，气体、原子和分子的加热速度加快，它们向上扩散，形成大范围的扩散。相反，当空气寒冷时，气体、原子和分子的运动速度减慢，彼此之间的距离减小，导致冷空气下沉，从而形成自然风。
但是，要利用风能发电，我们并不总是需要具备上述特征的自然风，因为我们周围也存在着由工业和城市基础设施的机械活动产生的风。在一些人口稠密、交通繁忙的城市地区，持续不断的、气压变化的风也是由持续的物理运动造成的，例如高速公路上快速行驶的汽车、火车、大型通风涡轮机以及各种冷水机组、水冷式冷却器和燃气冷却器的冷却风扇。换句话说，世界大部分地区都存在由工业或大都市基础设施产生的非自然风，但关键在于如何利用这种潜力来回收和再生能源。
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根据我的经验，地铁站空调管道涡轮机的排气口也是风力发电的来源之一，而且具有很高的机械能发电潜力。通常，通风设备（包括增压和吸气装置）安装在地铁站的上层空间，以缩短管道与地下站厅之间的距离，并最大限度地提高向上排出污浊空气、向下引入新鲜空气的效率。因为我们都知道，在人口密集的城市，地铁站厅和通道通常人满为患（乘客或候车者）。
另一方面，如果走廊、站厅甚至列车隧道内的通风和空气流通不畅，将会引发健康问题，并对乘客，特别是老年人和患有心脏及呼吸系统疾病的乘客构成严重风险。因此，大型国有企业或城市地铁承包商非常重视复杂的地下空调系统的设计。这些系统通过配备强大的吸气式涡轮机或在地下产生气压，使地下空气不断循环流动，将新鲜健康的空气与停滞的空气（其中混杂着二氧化碳或其他有害气体）进行置换。
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正如本文末尾的视频所示，我制作了一个3D动画，模拟了不健康空气的排出路径，可以清晰地展示安装在站台和隧道内的强力吸风系统的重要性及其工作原理。通常，每个通道入口处都会安装一台强力吸风机，将不健康空气导向中央吸风机房通道。当然，根据车站的面积、长、宽、高以及客流量，通道入口处的吸风机数量可能会有所不同。然而，在大型地铁站，通常会在线路中央设置一个中央吸风机房，以便将空气最大程度地向上吸至地面层的空调出风口。
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尽管这类多样化且有时复杂的送风系统由于使用功率强大的大型涡轮机而耗能巨大，消耗大量电力，但即便如此，其使用仍然必不可少。值得注意的是，我们可以通过吸气式涡轮机回收部分高能耗，并将其转化为可用于发电的能量。利用本文提出的方案回收的能量，我们可以将地铁站的再生电力分配给各种用途，包括走廊照明、办公室、商业隔间和地下大厅，从而减少地铁站对城市配电网络的消耗。
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车站大厅或隧道内的污浊空气通常由大型风机或涡轮机分多级抽吸排出。通常，出口涡轮机的叶轮尺寸比地下风机和涡轮机更大。这有助于在空气到达大型通风管道出口时，以更大的压力输送空气。位于地面的风机或涡轮机正好位于从地下向上流动的气流路径上。这些大型出口通常向上（垂直）布置，或者，正如我所经历的，水平或纵向布置。
这些通风口前的气压强度非常高，有时甚至会影响到前方10到15米范围内的所有物体，产生强烈的物理震动。例如，我走到通风口前头发梳理得整整齐齐，但沿着通风口平行走了十米后，我发现头发不再整齐，变得乱糟糟的，就像刚经历了一场暴风雨，或者被龙卷风卷走一样！而且，高气压也让我走路时略微失去了平衡。这种独特的能量让我陷入沉思，我再次想要深入体验这场风暴，于是这个问题浮现在我的脑海中：为什么我们如此轻易地浪费如此强大的能量？我站在那里，发挥想象力，在脑海中构思了一个方案：在中央通风口前安装一台配备发电机的风力涡轮机，用来发电。
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正如本文图片和相关动画视频所示，我们可以利用强大的风力涡轮机来捕获这种能量，这种能量以强劲的风锋形式在水平和垂直方向上释放出来。风力涡轮机结构各异，适用于不同强度的风力。当放置在低气压风锋前时，它们可以轻松旋转，并通过中心轴将机械能以强大的扭矩形式传递给发电机转子。现在，如果将一台符合上述规格的风力涡轮机放置在地铁通风口强风锋前，那么风力涡轮机的轴将以最高速度和效率旋转，最终将强大的扭矩传递给发电机转子，从而产生电力。
考虑到通风口的风压强度，可以计算并设置风力涡轮机与通风口之间的适当距离，以防止产生任何额外的摩擦压力。考虑到压力源附近可能出现其他摩擦力的反压力原理，保持风力涡轮机与吸风机之间的适当距离可以防止产生任何对吸风机施加额外压力的摩擦力。此外，保持适当的距离还能使从通风口排出的风压均匀且广泛地覆盖整个涡轮叶片曲面，从而使涡轮轴能够以规律的旋转顺序实现强劲而快速的运动。
最后，风力涡轮机叶片产生的机械能被传递给发电机，然后通过内部电压分配网络供地铁站内各种用途使用，或者可以存储在新一代电池中以备特定用途。显然，这种能量回收量无法满足大型地铁站的全部能源需求，但毫无疑问，这一理念可以大幅降低每个地铁站的电力消耗，并有助于减轻国家配电网的压力。
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◉ 类别：世界各地发明家的新发明
各国对大型发电网络能源的严重依赖导致大型发电厂每年消耗大量化石燃料，这是造成环境污染的主要因素。毫无疑问，过度依赖化石燃料且忽视能源回收利用，将对地球气候造成不可逆转的风险和损害，并将持续多年。运用清洁能源生产或能源回收利用的新思路，例如我与大家分享的思路，可以减少污染，并为发展和更多新思路的产生铺平道路。
与其他发明和理念一样，这项发明/理念也具有进一步发展和优化的潜力。利用"地铁站空调涡轮机输出的电力系统"可以极大地帮助解决高能耗问题，防止空气污染，并使全球能源回收循环受益。
文章结束//
◉ 视频显示太空磁力发电机利用地球自转的无尽能量，并使用激光将产生的电力传输到接收站。 / 类别：Ali Pourahmad 的发明
◉ 本视频动画创作者：Ali Pourahmad
◉ 本视频的音乐作曲家：Ali Pourahmad
◉ 叙述者：阿里·普拉哈迈德
◉ 语言：英语
◉ 字幕：无
本文作者及发明人简介:👇
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