取之不尽用之不竭 海洋风发电有望成下一个风口

　　【我国环保在线 清洁动力】海洋风能简直取之不尽用之不竭，但是咱们不太或许大规划的制作海洋涡轮机。但不可否认的是，在宽广的海洋上，风能的确具有巨大的潜力。而在深水区域树立漂浮的风力发电场，或许是风能技能开展的下一个重要风口。尽管现在还没有商业规划的深海风力发电场，假设这项假设在技能上和经济上可行，那么它就有或许供给整个人类文明所需的电力。
　　在宽广的海洋上，风速往往比陆地上高得多，这不由促进人们寻求能在深水环境中捕获风能并转化为电能的技能。不久前发布的一项新研讨发现，海洋上具有近乎无量的风能潜力，理论上乃至能够支撑整个人类文明所需。也就是说，假设咱们乐意在海上设备很多涡轮机，并能想出在海洋环境中设备和保护它们的办法，海洋风能简直取之不竭。
　　但是实践上，咱们不太或许如此大规划的制作海洋涡轮机，这样做乃至或许改动地球上的气候。但不可否认的是，在宽广的海洋上，风能的确具有巨大的潜力。而在深水区域树立漂浮的风力发电场，或许是风能技能开展的下一个重要风口。美国加州卡内基科学研讨所的肯·卡尔代拉(Ken Caldeira)标明：“从地球物理学视点来看，我认为这是一种绿色环保照明计划。”
　　这项研讨由卡内基科学研讨所的安娜·波斯纳(Anna Possner)领导，并且获得了卡尔代拉的支撑。这项研讨开端之前曾有研讨发现，陆地风力发电场发生的能量或许存在上限，由于大自然和人类在陆地上发明的结构会减缓风速。此外，每个风力涡轮机都会从风力中提取部分动力，并将其转化为咱们运用的电力，这会导致其他涡轮机搜集的风能不断削减。卡尔代拉解说说：“假设前排涡轮机能吸收对折风能，那么第二排涡轮机可吸收的能量只剩下1/4，并且会越来越少。”
　　但海洋与陆地不同。首要，海上风速或许比陆地风速高出70%。更重要的是，在那里你能够获得“风力补给”。新的研讨发现，在中纬度的海洋中，风暴会定时将强壮的风能从高海拔区域转移到地表。这意味着，涡轮机在海上捕捉到的风能上限要高得多。卡尔代拉说：“在陆地上，涡轮机只是从大气层的低部分中吸收动能。而在海洋中，它乃至可吸收对流层的动能，或者是大气层较低部分的能量。”
　　风力涡轮机不断地从低对流层中移除动能，然后下降了挨近中心高度的风速。因而，在包含多个风阵的大型风力发电场中，发电的速率遭到来自大气动能补给的约束。近年来，越来越多的研讨标明，在大型风力发电场中，发电能力于1.5到2兆瓦之间。但是，在这项研讨中，咱们发现某些海洋区域，发电能力更高，并且是可继续性的。
　　尤其是北大西洋区域，有依据标明，在上层大气层内有较大的向下运动动能。因而，有些海洋区域的风力发电能力能够超越陆地发电能力的3倍以上。此外，咱们的研讨成果标明，从海洋到大气的外表热通量或许在发明出继续高速率的动能下降区域中起着重要效果，因而，高速率的动能提取在地球物理学上是有或许完成的。尽管现在还没有商业规划的深海风力发电场，但咱们的研讨标明，假设这项假设在技能上和经济上可行，那么它就有或许供给整个人类文明所需的电力。
　　这项研讨比较了美国(以堪萨斯州为中心)与大西洋上近200万平方公里理论风力发电场的发电能力。成果显现，掩盖美国中部大部分区域的风力发电场仍不足认为美国和我国供电，它们每年的发电能力需求到达7万亿瓦才干满意需求。但从理论上讲，北大西洋上的风能就能够满意这两个国家乃至更多国家的电力需求。在相同区域，从海洋中能够提取的潜在能量“至少”是陆地的3倍。
　　研讨发现，为了满意人类现在的电力需求，需求在海洋上设备300万平方公里的风力设备，这个面积乃至比格陵兰还要大。因而，这项研讨得出的定论是：“北大西洋的风力发电能力足认为整个国际供给电力。”但需求着重的是，这些都是朴实的理论核算，它还会遭到许多实践要素的影响，包含并非一切时节的风力都那么强，并且现在如此大规划捕获能量的技能还不存在，更不用说将其转移到海洋上。
　　还有别的一个大问题：在研讨中进行的模仿标明，从自然界中提取这么多的风能将会引发行效应，包含导致北极部分区域的温度下降13摄氏度。卡尔代拉说：“企图从风能中获取满意整个人类文明所需的能量，或许会引发大费事。”但他标明，假设能从这些极高的数字中削减动力消耗，并且假设风力发电场在范围内散布得更广，气候效应将会更小。卡尔代拉标明：“这让咱们信任，咱们应该能够运用一种技能组合，而不是只是依赖于这一技能。”
　　长期以来，动力专家们始终认为，在可再生动力中，太阳能具有大的潜力，能够经过扩展规划出产更多电力，以满意人类的大部分动力需求。卡尔代拉对此没有贰言。但他的研讨标明，将来敞开的海洋风能能被人们利用后，那么它也或许具有相当大的潜力。麻省理工学院机械工程教授亚历山大·斯洛卡姆(Alexander Slocum)专心于海上风能及其潜力研讨，他认为波斯纳和卡尔代拉的论文是“非常好的研讨”，并且它好像没有成见。
　　斯洛卡姆解说称：“敞开海洋风能农场能够为咱们供给大部分所需动力的定论也得到了前史支撑：跟着技能的开展遭到约束或被独占，寻觅替代选择的动机就会呈现。就像轿车替代马车，美国用水力压裂法应对石油输出国组织的独占，现在可再生动力正寻求替代碳氢化合物工业。”
　　科罗拉多大学风能研讨人员茱莉·朗奎斯特(Julie Lundquist)指出：“作者们的确供认，从悠远的海上搜集动力存在相当大的技能应战，但我很赏识他们对资源的注重。我期望这项作业能激起人们对深水风能的爱好。现在和可预见的未来，在海上布置风力涡轮机的规划，远未到达海上风能的上限。”
　　这项研讨还指出了风能的第三种效果。在陆地上，涡轮机现已能被很熟练地制作起来，并且每年都在设备更多的涡轮机。与此同时，滨海区域现在也看到越来越多的涡轮机，但仍处于相对较浅的水域。而要在无边的大海(深度一般超越1600米)上设备涡轮机，估计或许需求全新的技能，比方延伸出水面的漂浮涡轮机，它要坐落在非常大的水下起浮结构上面，还需求能将整个涡轮机与海底固定的锚。
　　对这项技能的试验现已在进行：英国国家石油公司(Statoil)正计划在苏格兰滨海制作大型的海上风力发电场，该农场将坐落100米深的水域，具有15兆瓦发电能力。这些涡轮机高达253米，其间海面下的漂浮部分就将占78米。卡尔代拉说：“咱们所描绘的东西今日看起来或许不符合经济本钱，但当你沿着这个方向开立异的职业后，就能为它的开展供给新的动力。”
　　原标题：取之不尽用之不竭？用海洋风发电会否成为新潮流