【視野】北大西洋海上風(fēng)電可為全球提供充足電力

2017-10-16 09:58:04 科技新報　點擊量：評論 (0)

一份新研究指出，如果人類愿意用渦輪機(jī)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(hù)那些渦輪

一份新研究指出，如果人類愿意用渦輪機(jī)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(hù)那些渦輪機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)在提取風(fēng)能的同時會減少其他渦輪機(jī)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(jī)，第二排渦輪機(jī)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(kuò)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(jī)安裝量逐年增加，沿海地區(qū)的風(fēng)力渦輪機(jī)安裝量也逐漸看長，不過深海開放式風(fēng)力渦輪機(jī)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(jī)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(jì)效益，但一旦開始思考，就能激勵這個產(chǎn)業(yè)。

責(zé)任編輯：lixin

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