隨著人類對(duì)清潔能源風(fēng)能的依賴性日益增強(qiáng)，開發(fā)臺(tái)風(fēng)這一強(qiáng)力能源也只是時(shí)間早晚的問(wèn)題。
據(jù)美國(guó)環(huán)境保護(hù)署(USEPA)，目前海洋正以每十年0.2華氏度的速度變暖著。并預(yù)計(jì)，隨著海洋溫度的升高，未來(lái)出現(xiàn)更猛烈的颶風(fēng)和熱帶風(fēng)暴的頻率將愈來(lái)愈高。這些破壞性極大的氣候現(xiàn)象能創(chuàng)造出逾150英里/時(shí)(約合241千米/時(shí))的風(fēng)速，這是一個(gè)相當(dāng)可觀的能源選擇。
日本公司研發(fā)的臺(tái)風(fēng)渦輪機(jī)原型。圖片來(lái)源：Challenergy
近日，一家名為“Challenergy”的日本工程公司宣稱它們已掌握了將臺(tái)風(fēng)作為能源開發(fā)的技術(shù)。據(jù)CNN報(bào)道，該公司推出了全球首個(gè)新型臺(tái)風(fēng)風(fēng)電機(jī)組，形似一部巨大垂直的打蛋器。與傳統(tǒng)渦輪機(jī)相比，它不僅能夠經(jīng)受得住臺(tái)風(fēng)或颶風(fēng)，還可捕獲動(dòng)能將其轉(zhuǎn)為電力。
該公司成立于2013年，創(chuàng)立者為工程師Atsushi Shimizu，旨在開發(fā)綠色能源技術(shù)。
大西洋海洋和氣象實(shí)驗(yàn)室稱，一場(chǎng)成熟臺(tái)風(fēng)所產(chǎn)生的動(dòng)能“相當(dāng)于全球發(fā)電量的一半。”Shimizu表示，一場(chǎng)臺(tái)風(fēng)所產(chǎn)生的電力足夠滿足日本50年的能源需求。
按照世界氣象組織定義，熱帶氣旋中心持續(xù)風(fēng)速在12級(jí)至13級(jí)(即32.7米-41.4米/秒)稱為臺(tái)風(fēng)或颶風(fēng)。
創(chuàng)立者Shimizu和臺(tái)風(fēng)風(fēng)機(jī)。
據(jù)“數(shù)位趨勢(shì)(Digital Trends)”報(bào)道，該公司研究團(tuán)隊(duì)對(duì)傳統(tǒng)風(fēng)電機(jī)組的設(shè)計(jì)做出了根本性的改變。相較于傳統(tǒng)的由三個(gè)巨型葉片組成的主體，新型渦輪機(jī)的主體由三個(gè)獨(dú)立的垂直圓柱體構(gòu)成。科研人員表示，全向垂直軸的設(shè)計(jì)應(yīng)用了馬格努斯效應(yīng)(Magnus Effect，導(dǎo)致一個(gè)旋轉(zhuǎn)的物體偏離直線路徑的橫向力)，保證風(fēng)電機(jī)組可捕獲到多個(gè)方向的風(fēng)，而不像傳統(tǒng)的受限于單一風(fēng)向。且緊湊的設(shè)計(jì)旨在幫助最小化結(jié)構(gòu)失效的風(fēng)險(xiǎn)。
馬格努斯效應(yīng)使得風(fēng)電葉片的控制水平達(dá)到了空前的高水平。工程師通過(guò)收緊中心桿就可以調(diào)整葉片速度，以確保它們?cè)陲L(fēng)暴中不會(huì)旋轉(zhuǎn)失控。
日本公司研發(fā)的臺(tái)風(fēng)渦輪機(jī)原型。
Challenergy團(tuán)隊(duì)于2015年7月完成了臺(tái)風(fēng)風(fēng)電機(jī)組的最后模擬測(cè)試，它實(shí)現(xiàn)了30%的效率。雖然傳統(tǒng)風(fēng)電機(jī)組的工作效率通常能達(dá)到40%，但卻無(wú)法在臺(tái)風(fēng)中運(yùn)作。
對(duì)于這項(xiàng)新興技術(shù)，也有觀點(diǎn)質(zhì)疑其實(shí)際操作的可行性。認(rèn)為即使該風(fēng)電機(jī)組的設(shè)計(jì)能夠捕獲到一場(chǎng)臺(tái)風(fēng)所產(chǎn)生的所有動(dòng)能，但要難以找到一種將能源儲(chǔ)存50年的方法，人類尚未擁有能夠勝任的電池技術(shù)。
作為一個(gè)每年平均遭遇近三次臺(tái)風(fēng)登陸的亞洲太平洋島國(guó)，日本可以說(shuō)比任何一個(gè)國(guó)家都深諳臺(tái)風(fēng)的毀滅性力量。
工程師Shimizu希望他的新發(fā)明，全球首個(gè)臺(tái)風(fēng)驅(qū)動(dòng)的風(fēng)電機(jī)組，能夠幫助日本在未來(lái)幾十年內(nèi)實(shí)現(xiàn)能源自給。目前，日本約84%的能源需求依靠進(jìn)口滿足。
在2011年3月福島核電事故發(fā)生之前，日本的核電將在2020年實(shí)現(xiàn)占一次能源利用比例60%。但毀滅性的地震和海嘯不僅奪去了1.9萬(wàn)條生命，還導(dǎo)致了三起核熔毀事故。因此目前日本許多核反應(yīng)堆均處于休眠狀態(tài)，核電正漸漸淡出該國(guó)的能源布局，原定的計(jì)劃也無(wú)法實(shí)現(xiàn)。
日本在風(fēng)能利用方面的嘗試已獲得了非常大的成功。在過(guò)去，日本試圖利用歐洲風(fēng)電機(jī)組開發(fā)臺(tái)風(fēng)。
2016年截至目前，日本已遭遇了六場(chǎng)臺(tái)風(fēng)。“日本具備成為超級(jí)風(fēng)力大國(guó)的潛力，”Shimizu說(shuō)，“數(shù)年來(lái)，日本使用的都是歐式的風(fēng)電機(jī)組，并非為臺(tái)風(fēng)區(qū)所設(shè)計(jì)，因此幾乎完全損壞了”。
2013年9月23日 ，臺(tái)風(fēng)天兔(Usagi)登陸中國(guó)廣東汕尾紅海灣，造成當(dāng)?shù)仫L(fēng)電場(chǎng)八臺(tái)風(fēng)電機(jī)組倒塌，另有八臺(tái)遭到損壞。
Challenergy團(tuán)隊(duì)稱，其臺(tái)風(fēng)風(fēng)電機(jī)組能夠承受住80米/秒的風(fēng)速，可應(yīng)對(duì)臺(tái)風(fēng)級(jí)別的風(fēng)力，而且還遠(yuǎn)不止此。目前風(fēng)電機(jī)組模型在實(shí)驗(yàn)室中測(cè)試表現(xiàn)良好，但尚未經(jīng)歷過(guò)實(shí)際應(yīng)用中的臺(tái)風(fēng)。
今年7月，該公司在日本沖繩安裝了全球首個(gè)臺(tái)風(fēng)風(fēng)電機(jī)組。目前正加緊在東京塔或日本國(guó)家體育場(chǎng)的建造計(jì)劃，該公司期望臺(tái)風(fēng)渦輪機(jī)能在2020年做好準(zhǔn)備，屆時(shí)迎接?xùn)|京奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)的舉辦。
