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北大西洋海上风电可为全球提供充足电力

2017-10-16  来源:互联网      北大西洋  海上风电  风力发电   

一份新研究指出,如果人类愿意用涡轮机覆盖大片海域收集海上风能,则北大西洋冬季可产生的海上风电便足以为全球提供足够动力——当然,这纯粹只是理论计算,实际上光是想法子在极端海洋环境中安装、维护那些涡轮机就令人头疼。研究人员想表达的是,远洋环境的浮动风电场比陆上风电场带来高出3倍以上的发电量,这可能会成为风能技术锁定的下一个重要里程碑。

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早些时候,有研究表明陆上风电场只能提供每平方米1.5W功率,而不是过去估计的7W,而现在,来自美国卡内基科学院研究人员发布在美国国家科学院院刊的研究预测,若是在北大西洋建设海上风电场,年发电量可能达每平方米6W以上,足足高出陆地3倍有余,这是因为海面比陆地平坦得多,没有摩天大楼或巨型雕像干扰风的流动。此外,陆地的涡轮机只能从大气层最低层收获动能,但海洋大气环流模式允许海上涡轮机利用整个对流层的动能。

报告还指出,北大西洋的海上风速比陆地风速高出70%以上,这是陆地永远可望不可及的境界,因为陆地涡轮机受限于土地和人造设施影响而产生风寂区(wind shadow),加上每个单独风力涡轮机在提取风能的同时会减少其他涡轮机的收集量。卡内基科学院大气科学家肯尼思˙卡尔德拉(Kenneth Caldeira)解释说:“每当风吹过第一排涡轮机,第二排涡轮机就只剩下四分之一能量可捕捉。”

从年平均值来看的话,北大西洋的风力发电足以提供全世界动力。研究人员计算,如果可以在北大西洋扩展约300万平方公里建设商业化海上风力发电场(比格陵兰岛地区还要大),就能满足目前全球能源的18TW需求量。

当然,研究只是一种理论,因为北大西洋海上风在夏季并没有那么强大,此时风电场甚至无法为整个欧洲提供足够电力,而庞大规模的风能捕获技术到现在也还不存在,更不用说要将这些电力运送到岸上了。

目前,陆地的风力涡轮机安装量逐年增加,沿海地区的风力涡轮机安装量也逐渐看长,不过深海开放式风力涡轮机还不多,这种技术需要漂在水面上的浮动涡轮、非常大的浮动结构,以及将整个涡轮机锚固到海底的电缆。肯尼思˙卡尔德拉说,今天的研究尚不会发挥规模经济效益,但一旦开始思考,就能激励这个产业。

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