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北大西洋海上風(fēng)電可為全球提供充足電力

2017-10-16 來源:科技新報 瀏覽數(shù):438

一份新研究指出,如果人類愿意用渦輪機覆蓋大片海域收集海上風(fēng)能,則北大西洋冬季可產(chǎn)生的海上風(fēng)電便足以為全球提供足夠動力——當(dāng)然,這純粹只是理論計算,實際上光是想法子在極端海洋環(huán)境中安裝、維護那些渦輪機就令人頭疼。

  一份新研究指出,如果人類愿意用渦輪機覆蓋大片海域收集海上風(fēng)能,則北大西洋冬季可產(chǎn)生的海上風(fēng)電便足以為全球提供足夠動力——當(dāng)然,這純粹只是理論計算,實際上光是想法子在極端海洋環(huán)境中安裝、維護那些渦輪機就令人頭疼。研究人員想表達(dá)的是,遠(yuǎn)洋環(huán)境的浮動風(fēng)電場比陸上風(fēng)電場帶來高出3倍以上的發(fā)電量,這可能會成為風(fēng)能技術(shù)鎖定的下一個重要里程碑。
  
  早些時候,有研究表明陸上風(fēng)電場只能提供每平方米1.5W功率,而不是過去估計的7W,而現(xiàn)在,來自美國卡內(nèi)基科學(xué)院研究人員發(fā)布在美國國家科學(xué)院院刊的研究預(yù)測,若是在北大西洋建設(shè)海上風(fēng)電場,年發(fā)電量可能達(dá)每平方米6W以上,足足高出陸地3倍有余,這是因為海面比陸地平坦得多,沒有摩天大樓或巨型雕像干擾風(fēng)的流動。此外,陸地的渦輪機只能從大氣層最低層收獲動能,但海洋大氣環(huán)流模式允許海上渦輪機利用整個對流層的動能。
  
  報告還指出,北大西洋的海上風(fēng)速比陸地風(fēng)速高出70%以上,這是陸地永遠(yuǎn)可望不可及的境界,因為陸地渦輪機受限于土地和人造設(shè)施影響而產(chǎn)生風(fēng)寂區(qū)(wind shadow),加上每個單獨風(fēng)力渦輪機在提取風(fēng)能的同時會減少其他渦輪機的收集量。卡內(nèi)基科學(xué)院大氣科學(xué)家肯尼思˙卡爾德拉(Kenneth Caldeira)解釋說:“每當(dāng)風(fēng)吹過第一排渦輪機,第二排渦輪機就只剩下四分之一能量可捕捉。”
  
  從年平均值來看的話,北大西洋的風(fēng)力發(fā)電足以提供全世界動力。研究人員計算,如果可以在北大西洋擴展約300萬平方公里建設(shè)商業(yè)化海上風(fēng)力發(fā)電場(比格陵蘭島地區(qū)還要大),就能滿足目前全球能源的18TW需求量。
  
  當(dāng)然,研究只是一種理論,因為北大西洋海上風(fēng)在夏季并沒有那么強大,此時風(fēng)電場甚至無法為整個歐洲提供足夠電力,而龐大規(guī)模的風(fēng)能捕獲技術(shù)到現(xiàn)在也還不存在,更不用說要將這些電力運送到岸上了。
  
  目前,陸地的風(fēng)力渦輪機安裝量逐年增加,沿海地區(qū)的風(fēng)力渦輪機安裝量也逐漸看長,不過深海開放式風(fēng)力渦輪機還不多,這種技術(shù)需要漂在水面上的浮動渦輪、非常大的浮動結(jié)構(gòu),以及將整個渦輪機錨固到海底的電纜。肯尼思˙卡爾德拉說,今天的研究尚不會發(fā)揮規(guī)模經(jīng)濟效益,但一旦開始思考,就能激勵這個產(chǎn)業(yè)。

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