ویدیوی انرژی رایگان توربین‌های بادی روی سقف خودروی برقی نادرست است

در اینستاگرام ویدیویی منتشر شده که یک خودروی برقی را نشان می دهد که روی سقف آن چهار توربین بادی نصب شده و با حرکت خودرو، پروانه‌ها چرخیده و انرژی الکتریکی برای شارژ باتری را تامین می‌کند. روی ویدیو نوشته: «انرژی رایگان، سیستمی که تمام دروغ های فیزیک رو به چالش کشیده». در متن ویدیو هم نوشته شده (بایگانی):

همینطور که می‌بینید این شخص برای تامین نیروی باطری‌های خودرو برقی خود از چهار ژنراتور که با حرکت خودرو از طریق فشار هوا که موجب چرخش پروانه‌های آن می‌شود تامین می‌گردد و این ماشین می‌تواند بدون اینکه نیاز به توقف برای شارژ داشته‌باشد بصورت نامحدود حرکت کند.در کل منظورم این است که استفاده از انرژی نامحدود و رایگان برای همه وجود دارد و آنهم به سادگی می‌تواند در دسترس باشد چنانچه خیلی از مهندسان نخبه و حتی انسان‌های خلاق که هر از گاهی خصوصا نخبگانی از کشور خودمون در اینترنت ویدیوهایی از دستیابی به انرژی نامحدود و رایگان در اشکال گوناگون آن برای استفاده عموم منتشر می‌شود ولی بلافاصله ویدیوی مورد نظر از اینترنت حذف و فرد نخبه ناپدید و یا خاموش می‌شود. که بی شک این از جانب سیستم کنترل جهانی که نیتی جز نابودی بشریت را ندارد و معلوم نیست چرا اجازه استفاده از انرژی‌های پاک و نامحدود را نمی‌دهد و هدف آنها برای استفاده از حامل‌های انرژی فسیلی در چیست چرا که واقعا با مصرف این منابع فسیلی نتیجه‌ای جز بیماری و نابودی محیط‌زیست خودمان و دیگر موجودات ساکن زمین نداشته است یعنی واقعا داریم با دستان خود خودمان را خفه می‌کنیم و متاسفانه بشریت در خواب جهالت بسر می‌برد چرا که هیچ عکس‌العملی در مقابل عناد و کینه این سیستم نسبت به خود را نشان نمی‌دهد و همیشه فریب بچگانه سیستم را می‌خورد مانند پخش گاز کمتریل از طریق هواپیماها که حتی آنهایی که فکر می‌کنند باسواد و تحصیل کرده هستند میگن بخار آب هست که از پشت موتور آن تولید می‌شود⁩⁩.»

«انرژی رایگان» شبه علم است و اینکه در این ویدیو ادعا شده سیستمی دیده می‌شود که تمام دروغ‌های فیزیک را به چالش می‌کشد نیز نادرست است.

این سناریو یعنی دستگاهی که بدون ورودی انرژی از بیرون، برای همیشه کار مفید انجام دهد، این با طبیعت ناسازگار است. در ادبیات فیزیک، چنین چیزی «ماشین حرکت دائمی نوع اول» است که به روشنی با قانون بقای انرژی و قوانین ترمودینامیک ناسازگار است. چنین ماشین‌هایی ناممکن‌اند، زیرا یا قانون بقای انرژی را نقض می‌کنند و یا قانون دوم ترمودینامیک را که می‌گوید هیچ فرایند واقعی صد در صد بدون اتلاف نیست.

انرژی تولید‌شده در توربین‌ها از کجا می‌آید؟

در نگاه اول ممکن است این طور به نظر برسد که «باد روی سقف» یک منبع تازه انرژی است. اما این باد از بیرون نمی‌آید، بلکه نتیجه مستقیم کار کردن موتور خودرو است. برای آن که خودرو با سرعت بزرگراه حرکت کند، موتور باید بر نیروهای مقاوم غلبه کند؛ مهم‌ترینشان در آن سرعت‌ها، مقاومت هوا است. مطالعات نشان می‌دهد که در سرعت‌های بزرگراه، تا حدود نیمی از انرژی مصرفی خودرو صرف غلبه بر نیروهای آیرودینامیکی می‌شود.

وقتی روی سقف خودرو توربین نصب می‌شود در واقع سطح مقطع و ضریب درگ (نیروی پسا ناشی از اصطحکاک با هوا) زیاد می‌شود. پژوهش‌های مستقل درباره باربندها و بارهای روی سقف نشان می‌دهد حتی میله‌های خالی باربند می‌توانند چند درصد و بارهای بزرگ روی سقف تا حدود بیست تا بیست و پنج درصد مصرف سوخت را در سرعت‌های بزرگراه افزایش دهند (لینک۱، لینک۲).

توربین‌های روی سقف در بهترین حالت فقط بخشی از این انرژی اضافی را که خودشان با ایجاد درگ بیشتر مصرف کرده‌اند، به برق تبدیل می‌کنند. بقیه آن به صورت گرما، تلاطم هوا و اصطکاک در یاتاقان‌ها و کابل‌ها از بین می‌رود. یعنی همان باتری که خودرو را به جلو می‌راند، اکنون باید علاوه بر کل بدنه، «مانع اضافی» توربین‌ها را هم هل بدهد. نتیجه کلی، افزایش مصرف انرژی است نه کاهش آن.

برای مثال اگر روی دوچرخه دینام چراغ را روشن کنید، به وضوح احساس می‌کنید رکاب زدن سخت‌تر شده است. چون بخشی از نیروی پای شما الان به برق تبدیل می‌شود و شما باید این کمبود را جبران کنید. توربین سقفی روی خودرو از نظر فیزیکی همان دینام است با ابعادی بزرگ‌تر.

محدودیت‌های ذاتی توربین‌های بادی

حتی اگر از این اشکال بنیادی بگذریم، باز هم توربین‌ها نمی‌توانند از هوا «هرچقدر خواستند» انرژی بگیرند. قانون شناخته شده‌ای در آیرودینامیک به نام قانون بتس نشان می‌دهد هیچ توربین بادی ایده‌آلی نمی‌تواند بیش از حدود پنجاه و نه و سه دهم درصد انرژی جنبشی باد را به کار مفید تبدیل کند. توربین واقعی همیشه بازدهی کمتر از این مقدار دارد، چون اصطکاک مکانیکی، تلفات الکتریکی، تلفات در مبدل و شارژر باتری و در خود باتری وجود دارد. وقتی این ضرایب را با هم ضرب کنیم، بازدهی کلی سامانه حتی در بهترین طراحی‌ها به سختی به چند ده درصد می‌رسد.

حالا نیاز خودروی برقی را مقایسه کنیم. یک خودروی معمولی در سرعت بزرگراه معمولا به توان ده‌ها کیلووات نیاز دارد. توربین‌های کوچکی که روی سقف در ویدیو دیده می‌شوند، سطح مقطع و سرعت باد محدودی دارند. حتی اگر خوش‌بینانه فرض کنیم مجموع آن‌ها توانی در حد چند کیلووات تولید کند، این توان باز هم از نیرویی می‌آید که موتور برای غلبه بر درگ اضافی آن‌ها مصرف می‌کند. هیچ «سود خالصی» از منظر انرژی حاصل نمی‌شود، فقط مسیر اتلاف پیچیده‌تر شده است.

به همین دلیل است که در توصیه‌های رسمی برای افزایش برد خودروهای برقی، از جمله راهنماهای تولیدکنندگان تایر و خودروسازان، یکی از توصیه‌های ثابت این است که باربند و تجهیزات اضافی روی سقف را بردارید، چون آیرودینامیک را خراب می‌کنند و برد خودرو را کم می‌کنند.

توربین بادی روی دکل سر جای خودش کاملا واقعی و مفید است. در یک توربین معمولی، منبع انرژی، باد جوی است که مستقل از ما در حرکت است و انرژیش در نهایت از تابش خورشید می‌آید. ما فقط بخشی از این انرژی را می‌گیریم و به برق تبدیل می‌کنیم. اما در ویدیوی مورد بحث، باد عملا توسط حرکت خودرو ساخته می‌شود.

اگر کسی واقعا بخواهد هنگام حرکت خودرو از انرژی محیط استفاده کند، راه‌های به مراتب عقلانی‌تری وجود دارد، مثل پنل خورشیدی بزرگ روی سقف خودروهای باری یا استفاده از ترمز احیاگر (Regenerative Braking) برای پس گرفتن انرژی در زمان کاهش سرعت. این فناوری‌ها پشتوانه محاسبات مهندسی و داده‌های میدانی دارند و ادعای «نامحدود بودن» هم نمی‌کنند.

بنابراین سامانه‌ای که در ویدیو تبلیغ می‌شود، نه فقط «انقلابی» نیست، بلکه مثال ساده‌ای از ماشینی است که انرژی را در یک حلقه می‌چرخاند و در هر مرحله بخشی از آن را هدر می‌دهد. «ماشین انرژی رایگان» شبه‌علم است و ادعای این ویدیو از فکت‌نامه نشان شاخ‌دار می‌گیرد.