如何提高风力涡轮机的效率?

有没有办法改进它们以产生更多的可再生能源?
2020年1月7日

WIND_TURBINE

风力涡轮机顶部特写。

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问题

有没有办法让风力涡轮机更有效率?

回答

科技记者蒂姆·雷维尔回答了这个问题……

蒂姆:简单的回答是:是的。所以风力涡轮机变得更有效率了,要想让风力涡轮机更有效率,最好的办法就是把它做得更大。它有两种口味。其中之一是使叶片更大,旋转的部分-通常有三个-它们越大,覆盖的区域就越大,因此它们可以捕获更多的风,然后旋转。这意味着涡轮机可以产生更多的能量。你可以做的第二件事是让整个风力涡轮机变得更高。越往上风就越大,越往上风就越稳定。所以你的风力涡轮机越高,就意味着它能更频繁地达到它的势能。这对风来说是个大问题,因为它可能有点断断续续。

Chris -人们也在谈论使用垂直叶片?所以这些东西看起来就像一个大风扇,你可以用它在房间里吹气,实际上它有垂直方向的静脉?

蒂姆:是的。

克里斯-这样好点了吗?

蒂姆:看情况。目前还没有真正证明哪种设计是最好的。有一些是垂直旋转的,但它们似乎已经不受欢迎了。更受欢迎的是三片叶片,像风扇一样旋转。但我认为他们现在真的很不可思议。世界上最大的风力涡轮机被称为“哈利亚德- x”,它非常大。所以它的叶片有107米长;它比一个足球场还长,是一架大型喷气式飞机长度的1.5倍,每一个叶片都是如此。总的来说,它大约是纳尔逊纪念柱的五倍高,是自由女神像的2.5倍,如果你把它建在伦敦,它将是伦敦第三大的建筑。这只是一个风力涡轮机。 And to give you a flavour of how much power that would produce, that's about 16,000 European homes that it could produce power for continuously.

克里斯:那噪音污染呢?

蒂姆:这些是在海里用的。所以你会把这些放在海洋中央,然后……是的,所以如果你在附近,你可能会听到它,但它不会打扰你在家里。

克里斯:我必须承认,我遇到了一个限制……也许你也可以从环境的角度谈谈这个,艾拉,每个人都说这些是很棒的东西。它们没有很大的地面足迹。你可以把它们移走,你永远不会知道它们在那里,不像核电站,它会在那里存在数百年。问题是,这些刀片都是由玻璃纤维制成的。因此,其中包含了巨大的回收成本,因为你得到的是由碳基产品制成的东西。你得把这东西从涡轮机上运来运去。你必须把它回收利用,但是没有设施来回收这些东西,就像没有设施来回收玻璃纤维船一样,所以它们都被扔进了垃圾填埋场。哪一种打败了目标,不是吗?

艾拉-我是说,是的。在很多建筑中,或者很多可再生能源发电方式中,都存在这个问题。因为通常你是用不可再生的材料来生产能产生能量的东西。但我想,如果你考虑到一个产品的整个生命周期,它产生的电量或能量是很重要的,要考虑到它所使用的材料。

克里斯-汉娜?

汉娜——我从来没想过要回收风力涡轮机。它们能持续多久?

克里斯:船是一个很好的指南,因为船大约有50年的历史,然后玻璃开始分层,层开始分离,因为水渗透进去了。照射在聚合物上的阳光也开始降解它。刀片也是一样。据我所知,在德国有一家工厂把它变成混凝土。所以他们把叶片运到工厂,把它们磨碎,因为这些东西只是在炉子里燃烧,它实际上是作为炉子的燃料。玻璃就是二氧化硅,这实际上就是混凝土或水泥所包含的,所以它只是水泥中的添加剂。这是一种很好的方法。但是你已经有了这个巨大的碳足迹你已经有了这个东西来产生碳中性的能源,现在贡献了大量的碳从风力涡轮机,然后试图回收它,甚至埋葬它。这是一个问题。

杰西:我们能不能多想想如何修复这些东西,修补它们而不是完全抛弃它们,你知道,它们过时了,然后我们制造一种设计不同的新型风力涡轮机,可能是垂直的;难道就没有办法让他们复活吗?

蒂姆:我认为这是将来会发生的事情。但现在,我们看到风力涡轮机从几乎没有,老式的风车,变成了这些巨大的巨型结构。目前的焦点是:我们如何让它们以一种一致的方式为家庭供电。接下来的工作将是:我们如何使它们更环保一点,就所使用的实际材料而言。但在过去的10年里,即使是使用的材料也发生了很大的变化。除了玻璃纤维外,一个很大的组成部分也是巴尔沙木。巴尔沙木是你可以放在风力涡轮机里的最好的东西之一。

克里斯-他们用的是竹子。

蒂姆:对,还有竹子,因为木材天生柔韧,所以它有这种运动能力,所以它不会在风吹的时候折断。然后你有……你知道,你不能把叶片粘在风力涡轮机的一半上。但在未来,我们可能会找到让它们持续使用的方法,你知道,50年后,我们给它们涂上一层东西,然后它们又失去了50年。

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