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2023-01-04 來源:科普足跡 瀏覽數(shù):4594
提到風(fēng)力發(fā)電機(jī),想必大家都不陌生,可是你知道為什么風(fēng)力發(fā)電機(jī)會(huì)選用三片槳葉嗎?近年來西方國家大面積拆除風(fēng)力發(fā)電機(jī),這又是
提到風(fēng)力發(fā)電機(jī),想必大家都不陌生,可是你知道為什么風(fēng)力發(fā)電機(jī)會(huì)選用三片槳葉嗎?近年來西方國家大面積拆除風(fēng)力發(fā)電機(jī),這又是怎么回事?風(fēng)力發(fā)電究竟利弊幾何?
其實(shí),歷史上也曾出現(xiàn)過單槳葉、雙槳葉以及多槳葉式“風(fēng)車”,不過最終它們都被淘汰了。
首先是單槳葉風(fēng)車,在成本無優(yōu)勢(shì)的情況下,還存在效率問題。在同尺寸情況下,為獲取同樣多的能量,單槳葉風(fēng)車需要更高的轉(zhuǎn)速。這不僅會(huì)帶來更大的噪音污染和視覺污染,對(duì)生態(tài)影響巨大,而且還對(duì)槳葉的質(zhì)量和電機(jī)本身提出了更高的要求。一不小心,單槳葉風(fēng)車就會(huì)損毀,同時(shí)回轉(zhuǎn)不平衡等等問題也難以解決,于是它被棄用了。
雙槳葉風(fēng)車,存在著和單槳葉風(fēng)車同樣的效率問題。不僅如此,它對(duì)槳葉質(zhì)量以及電機(jī)要求更高,更容易損毀,因此也難以大規(guī)模投入使用。
至于多槳葉風(fēng)車,本身其實(shí)是比三槳葉風(fēng)車效果更好的,只不過成本也更高,而提升的很少。就以四槳葉風(fēng)車為例吧,成本至少要增加1/3,而效率的提升僅有1%左右,明顯得不償失。
實(shí)際上,經(jīng)科學(xué)驗(yàn)算,風(fēng)車槳葉最優(yōu)配置應(yīng)當(dāng)在2—3枚,這樣力矩轉(zhuǎn)化效率最好,能夠在較低風(fēng)速下就開始發(fā)電。而風(fēng)力發(fā)電的原理,本就是利用風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn),再利用增速機(jī)將旋轉(zhuǎn)速度提升,最終保障發(fā)電機(jī)發(fā)電。
通常來說,只要有三級(jí)風(fēng),就可以進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電了,不過現(xiàn)實(shí)中考慮到損耗問題,風(fēng)速最好保持在4米每秒以上。
風(fēng)力發(fā)電的優(yōu)點(diǎn)非常明顯,比如基建周期短、裝機(jī)規(guī)模靈活,環(huán)境效益好而且是可再生資源。也正因如此,近年來我國相當(dāng)重視風(fēng)力發(fā)電,光是之前打造的海上風(fēng)力發(fā)電站,每年就能發(fā)電440萬千瓦時(shí)。
在陸地上,近年來我國對(duì)風(fēng)力發(fā)電的利用也愈發(fā)常見,尤其是在甘肅蒙古以及新疆等西北地區(qū),風(fēng)力發(fā)電站非常多。尤其是隨著科技發(fā)展,越來越多的高新技術(shù)被用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組,其安全性有效提高,使用壽命也會(huì)大大延長。
目前,風(fēng)力發(fā)電站的成本也降低不少,中型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的單位裝機(jī)容量造價(jià)與火力發(fā)電相仿,比油電和核電便宜。既然風(fēng)力發(fā)電這么好,為什么西方國家還會(huì)出現(xiàn)大規(guī)模拆除風(fēng)力發(fā)電站的情況呢?
原來,風(fēng)力發(fā)電雖然優(yōu)點(diǎn)很多,但是弊端也相當(dāng)明顯。
首先,風(fēng)力發(fā)電會(huì)對(duì)鳥類造成一定損害。據(jù)英國方面估計(jì),每年至少有10萬只鳥類因風(fēng)力發(fā)電而遭到傷害;在美國這一情況更為嚴(yán)重,每年有將近30萬只鳥類因風(fēng)力發(fā)電而受傷。
雖然現(xiàn)在的“三葉風(fēng)車”普遍轉(zhuǎn)速并不快,但重量其實(shí)相當(dāng)驚人,一片槳葉的重量就相當(dāng)于數(shù)輛汽車。而且鳥類往往會(huì)因槳葉反光將其看作“食物”,這就更容易造成“飛鳥撲槳”了。
其次,風(fēng)力發(fā)電會(huì)導(dǎo)致地區(qū)水土流失,打破原有的風(fēng)力循環(huán),對(duì)地區(qū)氣候造成影響。
水土流失這一點(diǎn)很好理解,畢竟在陸地上建造風(fēng)力發(fā)電設(shè)施,往往需要在地表挖深坑。至于打破原有風(fēng)力循環(huán)、對(duì)地區(qū)氣候造成影響,這一點(diǎn)也是公認(rèn)的,畢竟風(fēng)力發(fā)電機(jī)本身就在“攔截”風(fēng)能。
據(jù)測算,在風(fēng)力發(fā)電機(jī)下風(fēng)處60公里外,仍舊能檢測到發(fā)電機(jī)帶來的氣溫變化等環(huán)境影響,這也是讓人頭痛的問題。
最后,西方媒體表示,海上風(fēng)力發(fā)電可能會(huì)攪動(dòng)海平面上方氣流,從而導(dǎo)致地球溫室效應(yīng)加劇。
縱觀以上三點(diǎn)原因,我們不難發(fā)現(xiàn),其實(shí)它們并沒有什么說服力。且不說每年在遷徙途中,撞在美國高樓上,死掉的鳥類就高達(dá)6億只,每年被貓抓死的鳥類也在14億只以上。與這個(gè)數(shù)據(jù)相比,“風(fēng)力發(fā)電造成鳥類死亡”實(shí)在不值一提。
至于風(fēng)力發(fā)電導(dǎo)致全球溫室效應(yīng)加劇,這就更荒謬了,因?yàn)檫@本身就是一種替代火力發(fā)電的清潔能源方式。與火力發(fā)電對(duì)溫室效應(yīng)的影響相比,風(fēng)力發(fā)電在這方面的影響又算得了什么呢?
歸根到底,西方之所以大規(guī)模拆除風(fēng)力發(fā)電機(jī),主要還是因?yàn)樗麄內(nèi)狈\(yùn)用風(fēng)力發(fā)電機(jī)的合適場地。像我國的西北地區(qū),就很適合風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)揮作用,所以我們大可不必管西方那些駭人聽聞的言論,做好自己即可。
如今,我國在風(fēng)力發(fā)電這一塊發(fā)展的是非常好的,不僅降低了成本,提高了效率,而且還大大增強(qiáng)了其功能性。
比如說海上風(fēng)力發(fā)電機(jī),運(yùn)用其獨(dú)特設(shè)計(jì),能自動(dòng)規(guī)避臺(tái)風(fēng),大大增強(qiáng)安全性,這也證明了風(fēng)力發(fā)電仍舊有巨大的潛力可以挖掘,我國應(yīng)在這條道路上不斷走下去。
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