风与电的碰撞
——风力发电
北京市育才学校 徐特立一班王敏学
风,看不见,摸不着,来无影,去无踪。但是,它在很早以前就开始被人类利用,人们曾经用风车来提水灌溉,研磨谷物。如今,风车已经很少用于抽水等用途,然而现在,风被作为一种新型能源,以它的众多优点渐渐地脱颖而出,越来越受到世界各国的重视。
全球可利用的风能总量约为2×107兆瓦,比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍,目前全世界每年燃烧煤所获得的能量,只有风力在一年内所提供能量的三分之一,而且风还是一种可再生资源,所以风几乎可以说是取之不尽,用之不竭。风能不仅蕴量巨大,而且非常清洁,没有污染。
自从19世纪末开始,人们就开始使用风力发动机,利用风能进行提水、供暖、制冷、航运等工作。但其中最普遍的,便是风力发电了。
把风的动能转变成机械动能,再把机械能转化为电力动能,这就是风力发电。风力发电所需要的装置,称作
风力发电机组。这种风力发电机组,大体上可分风轮、
发电机和
铁塔三部分。风力发电的原理,是利用风力带动风车叶片旋转,再透过增速机将旋转的速度提升,来促使发电机发电。
在中国科学技术馆的“居家之道”板块内,我们尝试了用脚蹬和手摇把来发电,如果用上全力,大约3分钟才能够发一度电。但是风可以比较轻松地做到这一点:如当风速为每秒5米时,机组的输出功率仅为9.5千瓦,而当风速为每秒9.5米时,输出功率能达到55千瓦。(注:1千瓦=1度)
就是因为风能和风力发电有着这样的优势,所以才被全世界所喜爱和广泛使用。但是,正所谓有利必有弊,风力发电也容易受气候的影响,稳定性不强,而且目前它的成本仍然很高。
当然,毕竟利大于弊,这样的缺点,还不足以影响风力发电的应用:对于沿海的岛屿,交通不便的偏远山区,地广人稀的草原牧场,以及远离电网和电网难以触及的农村和边疆,它是解决生产和生活能源的一种可靠途径,为世间绝境带来光亮与温暖。
中国的“风车”,在50年代末是各种木结构的布篷式风车;在60年代中期是风力提水机;在80年代中期以后是从国外引进的大型风力发电机组;而现在,它是世界上第一台新型垂直轴风力发电机,它是实用而便捷的小型发电机,它是上海已经启用的海上发电机;未来,它将走进千家万户。
中国有丰富的风能资源,可以开发利用的风能资源储量为2.53亿千瓦,因此风力发电在中国有着广阔的发展前景,东南沿海及其附近岛屿是风能资源丰富地区,海上风力发电的开发也有着很大的空间,而且在一些人群密度小的地区,小型发电机也会被广泛的应用,加上政策的支持与鼓励,相信在不久的将来,风能将会变成主导的能源之一,风力发电将会融入我们的生活。
平时很容易被我们忽视的风,其益处是难以估量的。就让这种资源继续造福社会,为我们提供电力。希望林立的风车,带来的不是污染,而是能源、幸福与和谐。