在美国，房屋和其他建筑物的屋顶上安装太阳能电池板已变得越来越常见，但屋顶风力发电系统却从未普及。过去，人们曾努力缩小产生风力发电的巨型涡轮机的尺寸，使其能够安装在住宅上，但由于技术问题过多，这些设备并不实用。然而，现在，一种新的设计可以通过利用为飞机机翼产生升力的相同原理来规避这些问题。
总体而言，近年来美国可再生能源发电量有所增长，而风力发电是这一趋势的主要推动力。它占美国可再生能源发电量的 40% 以上（尽管仅占所有电力生产的 7%）。与仅限于在白天收集能量的太阳能电池不同，风力涡轮机可以在任何具备合适条件的地方（即，在风速持续充足的开阔平原或缓坡）整夜运行。但除了这些要求外，大型涡轮机还需要开阔的空间，这在城镇和广阔的城市附近并不总是可用的。在住宅和城市建筑物上安装屋顶风力发电系统可能有助于利用更多这种资源。
当谈到风力发电时，尺寸至关重要。单个涡轮机可以产生的能量与其叶片扫过的面积成正比——因此，小到足以安装在屋顶上的设备功率较低。“分布式风力发电未能成功的原因在于，大多数系统基本上都是小型化的风力涡轮机，”桑迪亚国家实验室的机械工程师布伦特·霍钦斯说。较小的设备产生的能量不足以实现成本效益。此外，它们快速旋转的叶片会产生嘈杂的振动，并且其许多移动部件更容易损坏。与被动的屋顶太阳能电池板相比，风力涡轮机可能需要相当高的维护成本。
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霍钦斯和他的同事认为，他们已经设计出一种解决方案，通过借鉴航空飞行的基本原理来克服这些障碍。飞机机翼的弯曲形状（称为翼型）会改变其两侧的气压，并最终产生升力。霍钦斯的同事卡斯滕·韦斯特加德是 Westergaard Solutions 的总裁兼德克萨斯理工大学的机械工程师，他说他将两个翼型连接在一起，以便“一个翼型的气流会放大另一个翼型，从而使它们变得更强大。”这对翼型像两个飞机机翼一样竖立在侧面，直接面对风。当风吹过时，箔片之间会产生低压，并通过其部分空心体的缝隙吸入空气。空气的运动带动管内的小型涡轮机转动并产生电力。
得益于这种设计，该设备（研究人员称之为 AeroMINE，其中“MINE”代表 Motionless, Integrated Extraction，即静止式集成提取）可以从比传统设置中涡轮叶片自身更大的区域（基本上是 AeroMINE 的矩形表面）提取风能。霍钦斯将这种标准涡轮机比作留下浪费面团的饼干切割器。新设备利用所有可用的风，使其能够提取更多能量。
AeroMINE 也不会产生与普通涡轮机相同的振动和噪音；韦斯特加德说，它们“比通风扇的声音还小”。它们设计相对简单意味着移动部件更少，不易发生故障。涡轮机安装在建筑物内部，如果需要维修，则更容易接近。这种布置还可以使叶片与人和野生动物隔离，避免接触。该团队正在设计该系统，使其可以与屋顶太阳能电池板结合使用，插入现有基础设施以收集它们产生的能量。
普渡大学的机械工程师卢西亚诺·卡斯蒂略说：“我确实认为这项技术对于风况良好的地区可能是开创性的”，他没有参与该项目，但过去曾与韦斯特加德合作过。他还认为 AeroMINE 的简单性可能使其成为发展中国家的一个不错的选择，因为新设备不需要专门的零件或工具，并且相对容易维修。卡斯蒂略和韦斯特加德都看到了在水下使用该设计来利用潮汐能的潜力。
卡内基梅隆大学电力工业中心联合主任杰伊·阿普特也没有参与该项目，他也认为设计的简洁性很有吸引力。但他不确定该系统是否可以扩大规模，在现实环境中以足够低的成本高效发电。霍钦斯说，在合适的风况条件下，他和他的同事认为 AeroMINE 可以与目前屋顶太阳能发电的成本相竞争。
该团队已获得桑迪亚国家实验室和能源部的资助，已经在风洞中测试了缩小比例的模型，以微调设计。研究人员计划在六月份在德克萨斯理工大学国家风能研究所的 Scaled Wind Farm Technology (SWiFT) 设施的单层模拟建筑物上测试一个四米高的设备版本。
这篇报道是“现在报道气候”全球新闻合作项目的一部分，该项目旨在加强对气候报道的力度。