2020年6月,加州宣布要拆除460座風(fēng)力發(fā)電機(jī),風(fēng)力發(fā)電怎么了,歐美為何要將其大量拆除呢?如果真的對人有很大的危害,那我國目前正在大力建設(shè)的風(fēng)電項目,還有繼續(xù)下去的必要嗎?
別急,要知道這些問題的答案,咱們先來看看風(fēng)力發(fā)電的工作原理,有一些物理基礎(chǔ)的人可能都知道,風(fēng)力發(fā)電其實就是,將風(fēng)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能,再將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的過程,世界上大多數(shù)的風(fēng)力發(fā)電機(jī),基礎(chǔ)構(gòu)造就是葉片 發(fā)電機(jī) ,風(fēng)向傳感系統(tǒng) ,以及電力供應(yīng)系統(tǒng)四部分組成。而風(fēng)機(jī)的工作原理就是,由風(fēng)吹動風(fēng)車葉片開始轉(zhuǎn)動,然后利用增速機(jī)提升轉(zhuǎn)動的速度,從而促使發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電。
在這個過程中,因為風(fēng)是一種沒有污染性的能源,所以造成的污染幾乎可以忽略不計。而且因為它取之不盡用之不竭的特性,很多國家都十分青睞這種發(fā)電方式。上個世紀(jì)三十年代,歐美等國利用航空工業(yè)的旋翼技術(shù),成功做出了風(fēng)力發(fā)電裝置。不過這種小型的風(fēng)機(jī),大多被安裝在多風(fēng)的海島和偏僻的鄉(xiāng)下,因為利用它獲得的電力成本,要比火力發(fā)電低得多,所以歐美自此開始推崇風(fēng)力能源。
尤其是到了20世紀(jì)下半葉,生態(tài)環(huán)境的不斷惡化,讓人們認(rèn)識到風(fēng)能等清潔能源的重要性,歐美等國紛紛開始建設(shè)大型風(fēng)力發(fā)電設(shè)備。1980年,美國New Hampshire建成了,全球首個風(fēng)力發(fā)電場,1991年,英國建成了由10臺風(fēng)電機(jī),組成的陸上風(fēng)電場,為2700戶居民供電,而我國,也在1986年建設(shè)完成第一座風(fēng)電場,馬蘭風(fēng)力發(fā)電廠。
如今經(jīng)過幾十年的發(fā)展,風(fēng)力發(fā)電機(jī)的建設(shè)成本不斷降低,相關(guān)廠商看到其中的商機(jī),紛紛開始投資建設(shè)。但這個過程中還有一個問題,那就是和化石能源相比,風(fēng)能的能量不僅密度低而且不穩(wěn)定,所以一臺風(fēng)電機(jī)的額定容量,遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于化石能源的發(fā)電。
所以為了充分利用風(fēng)能,廠商紛紛開始建設(shè)大型的風(fēng)電場,他們將數(shù)臺風(fēng)電機(jī)組 ,變壓器 電纜等設(shè)備,布局在一個大型的風(fēng)能密集區(qū)域,從而提高風(fēng)電容量,小的風(fēng)電場有幾臺到十幾臺風(fēng)電機(jī),大的風(fēng)電場風(fēng)電機(jī)數(shù)目則多達(dá)幾百臺。不管是大型風(fēng)電場還是小型風(fēng)電場,它們所占的面積都是十分大的,不過因為風(fēng)電機(jī)之間的區(qū)域可以用來,種地或者是別的用途,所以風(fēng)力發(fā)電在農(nóng)村地區(qū),很容易就推行開來。
同時也因為官方的大力支持,我國的風(fēng)電場建設(shè),在全球也是遙遙領(lǐng)先的,例如,全球最大的風(fēng)電場,就是我國的甘肅風(fēng)電場,其總裝機(jī)容量為12.71GW??赡苡腥藢@個概念不是很理解,這里羅叔解釋一下,GW是發(fā)電裝機(jī)容量的單位,千瓦 兆瓦你可能聽過,而吉瓦就是兆瓦之上的單位,所以你明白了吧,這個發(fā)電量是一個多么恐怖的數(shù)字,在這個風(fēng)電場之下的,是印度的Muppandal風(fēng)電場,但它的總裝機(jī)容量和我們還差的遠(yuǎn),只有1.5GW。
這時可能就有人疑惑了,明明風(fēng)機(jī)的葉片轉(zhuǎn)得那么慢,為何它能產(chǎn)生如此巨大的電量呢,的確,細(xì)心的人自然會發(fā)現(xiàn),不管附近的風(fēng)力有多大,風(fēng)機(jī)葉片的轉(zhuǎn)速自始至終都很慢,或者明明沒有感覺到有風(fēng),但是葉片依然在轉(zhuǎn)動,這是因為如今的風(fēng)力發(fā)電機(jī),大都在百米以上,這個空域的氣流密度非常大,就好比你站在山腳下明明沒感覺到風(fēng),但是早已爬到山頂?shù)娜?,卻說風(fēng)力非常大一樣,越高的地方風(fēng)力其實就越大,所以在地面沒風(fēng)的時候,在高空中的風(fēng)機(jī)也會轉(zhuǎn)動。
至于有大風(fēng)的時候,葉片的速度依然很慢,這是因為工程人員在設(shè)計的時候,出于保護(hù)葉片的目的,給風(fēng)機(jī)艙室內(nèi)安裝了一個轉(zhuǎn)速限制器,它可以控制風(fēng)機(jī)葉片在起大風(fēng)時,依然保持穩(wěn)定運轉(zhuǎn),從而避免葉片因快速轉(zhuǎn)動而折斷。
不過此時你一定在思考,這個發(fā)電過程沒有一絲一毫的污染,為何歐美國家現(xiàn)在開始紛紛拆除了呢?網(wǎng)上很多人說是葉片的原材料存在污染,因為其采用了不可再利用的玻璃鋼材料,所以就造成了環(huán)境污染,羅叔認(rèn)為,如果按照這個邏輯,那這個世界上,真是沒有不污染環(huán)境的東西了。
也許有人又想到,那為啥不能給葉片換種原材料呢?比如可以再次利用的鐵質(zhì)和鋁制材料,這個想法其實沒錯,但是卻忽視了最基本的物理原則,那就是金屬疲勞,沒聽過這個詞的朋友不用怕,羅叔告訴你,其實就是材料,在長時間循環(huán)使用過后,一定會出現(xiàn)的損壞,如果將玻璃鋼換成鋁或鐵,估計用不了多長時間,風(fēng)機(jī)的葉片就會出現(xiàn)損壞,而玻璃鋼制作的葉片呢,則可以做到100萬次轉(zhuǎn)動毫無損壞。
除此之外,還有人說風(fēng)機(jī)發(fā)電會有很大的噪音,尤其是農(nóng)村,從早到晚,只要風(fēng)機(jī)一轉(zhuǎn)動,隔著很遠(yuǎn)也能聽到噪音,這可能的確是事實,因為風(fēng)機(jī)在轉(zhuǎn)動時,的確會發(fā)出低頻的電波,不過大家可以放心,只要這個頻率不低于16HZ,對人類和動物來說,就沒有什么傷害,只會在聽覺上有一定的影響。
不過我國的大部分風(fēng)力發(fā)電機(jī),都是建設(shè)在山上或遠(yuǎn)離城鎮(zhèn)的地方,只要沒有鳥或動物受到影響,對人類來說,一定也是沒影響的。
那你一定又在想,既然沒什么危害,為啥歐美要拆除呢?羅叔查閱了一下資料,發(fā)現(xiàn)這些國家拆除的,大都是上個世紀(jì)建造的風(fēng)電機(jī)。因為當(dāng)時的材料限制,它們目前已經(jīng)到了“服役”的期限,而且隨著時間的發(fā)展,風(fēng)力發(fā)電的方案也在不斷更新,其成本更是在逐年下降,所以除了拆除舊的風(fēng)電機(jī)之外,他們還有許多關(guān)于風(fēng)電的新項目亟待執(zhí)行。
正如那句話所說的,任何新事物的發(fā)展都是一個曲折的過程。我們在這個過程中,也拆除了一些風(fēng)電項目,但新能源發(fā)展的趨勢永遠(yuǎn)不會變,人類也不會因噎廢食,不過在這個過程中,我們還是需要做好環(huán)境評估,和必要的一些保護(hù)措施,你覺得呢?
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