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日企建造全球首个新型台风风电机组
2016-10-31 来源:中国风能设备网
 
随着人类对清洁能源风能的依赖性日益增强,开发台风这一强力能源也只是时间早晚的问题。
 
 
据美国环境保护署(USEPA),目前海洋正以每十年0.2华氏度的速度变暖着。并预计,随着海洋温度的升高,未来出现更猛烈的飓风和热带风暴的频率将愈来愈高。这些破坏性极大的气候现象能创造出逾150英里/时(约合241千米/时)的风速,这是一个相当可观的能源选择。
 
 
日本公司研发的台风涡轮机原型。
 
近日,一家名为“Challenergy”的日本工程公司宣称它们已掌握了将台风作为能源开发的技术。据CNN报道,该公司推出了全球首个新型台风风电机组,形似一部巨大垂直的打蛋器。与传统涡轮机相比,它不仅能够经受得住台风或飓风,还可捕获动能将其转为电力。
 
该公司成立于2013年,创立者为工程师Atsushi Shimizu,旨在开发绿色能源技术。
 
大西洋海洋和气象实验室称,一场成熟台风所产生的动能“相当于全球发电量的一半。”Shimizu表示,一场台风所产生的电力足够满足日本50年的能源需求。
 
按照世界气象组织定义,热带气旋中心持续风速在12级至13级(即32.7米-41.4米/秒)称为台风或飓风。
 
 
创立者Shimizu和台风风机。
 
据“数位趋势(Digital Trends)”报道,该公司研究团队对传统风电机组的设计做出了根本性的改变。相较于传统的由三个巨型叶片组成的主体,新型涡轮机的主体由三个独立的垂直圆柱体构成。科研人员表示,全向垂直轴的设计应用了马格努斯效应(Magnus Effect,导致一个旋转的物体偏离直线路径的横向力),保证风电机组可捕获到多个方向的风,而不像传统的受限于单一风向。且紧凑的设计旨在帮助最小化结构失效的风险。
 
马格努斯效应使得风电叶片的控制水平达到了空前的高水平。工程师通过收紧中心杆就可以调整叶片速度,以确保它们在风暴中不会旋转失控。
 
 
日本公司研发的台风涡轮机原型。
 
Challenergy团队于2015年7月完成了台风风电机组的最后模拟测试,它实现了30%的效率。虽然传统风电机组的工作效率通常能达到40%,但却无法在台风中运作。
 
对于这项新兴技术,也有观点质疑其实际操作的可行性。认为即使该风电机组的设计能够捕获到一场台风所产生的所有动能,但要难以找到一种将能源储存50年的方法,人类尚未拥有能够胜任的电池技术。
 
作为一个每年平均遭遇近三次台风登陆的亚洲太平洋岛国,日本可以说比任何一个国家都深谙台风的毁灭性力量。
 
工程师Shimizu希望他的新发明,全球首个台风驱动的风电机组,能够帮助日本在未来几十年内实现能源自给。目前,日本约84%的能源需求依靠进口满足。
 
在2011年3月福岛核电事故发生之前,日本的核电将在2020年实现占一次能源利用比例60%。但毁灭性的地震和海啸不仅夺去了1.9万条生命,还导致了三起核熔毁事故。因此目前日本许多核反应堆均处于休眠状态,核电正渐渐淡出该国的能源布局,原定的计划也无法实现。
 
日本在风能利用方面的尝试已获得了非常大的成功。在过去,日本试图利用欧洲风电机组开发台风。
 
2016年截至目前,日本已遭遇了六场台风。“日本具备成为超级风力大国的潜力,”Shimizu说,“数年来,日本使用的都是欧式的风电机组,并非为台风区所设计,因此几乎完全损坏了”。
 
2013年9月23日 ,台风天兔(Usagi)登陆中国广东汕尾红海湾,造成当地风电场八台风电机组倒塌,另有八台遭到损坏。
 
Challenergy团队称,其台风风电机组能够承受住80米/秒的风速,可应对台风级别的风力,而且还远不止此。目前风电机组模型在实验室中测试表现良好,但尚未经历过实际应用中的台风。
 
今年7月,该公司在日本冲绳安装了全球首个台风风电机组。目前正加紧在东京塔或日本国家体育场的建造计划,该公司期望台风涡轮机能在2020年做好准备,届时迎接东京奥林匹克运动会的举办。
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