没有扇叶的风力发电机,长什么样?

根据国家能源局数据,2014 年中国全部发电设备容量为 1360GW,其中,并网风电的容量达到了 95.8GW,也就是说说,风电在中国发电总量当中占据大约 7% 的份额。

风电是怎么来的?就是下面这个你偶尔能看到的东西:风力发电机。

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常见的水平轴扇叶风力发电机有其劣势,但也有可改进的空间。比如,一个风电场的众多风机之间的排列需要较大的安全距离,也就是说一块固定大小的地面上能够安装的风电机数量是有限的;另外,扇叶的旋转也对大自然的朋友——鸟类带来了危险。

创立于 2010 年的西班牙公司 Vortex Bladeless 造出了一种新的风机 Vortex,完全不需要任何可见的风机扇叶就能发电。

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Vortex 发电的原理其实正是建筑学家们在过去一直想要克服的问题:涡度。

涡度是一种流体力学原理,使得空气在流动的时候产生漩涡。在建筑学和流体力学的领域里,涡度是建筑抗风的敌人;然而对于 Vortex 来说,这正是无尽能量的来源。

Vortex 的发电模组位于内部,在遇到旋涡状的空气流动时,由纤维玻璃和碳纤维制成的机体将会发生振动。不同方向的震动,可以带动风机底部的发电机组产生运动,进而将动能转化为电能。这就是涡度发电机的原理。

涡度发电机以往的另一种发电机——垂直轴发电机(下图)不同,垂直轴发电机依然使用的是直吹的风,只不过把旋转轴从水平变成了垂直。

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除了占地小,对环境的安全影响较低之外,Vortex 还对风吹来的方向没有限制——这和传统的水平轴风力发电机相比是一个极大的优势。也就是说,如果这种技术在未来得到更广泛的使用的话,任何有风的地方都可以安装发电机,不必像现在的风电场一样,需要一年中有持续的来自某一方向的风,才能保证足够的使用效率和投资回报。

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Vortex 方面透露,在同样面积的地面上,Vortex 的装机量可以比常规的水平轴风电机多一倍,这就弥补了目前 Vortex 的风能利用效率比常规风机低 30% 的劣势,而且,一台 Vortex 风机的制造成本只有常规风机的一半。

总的来说,Vortex 的优势还是比劣势多。这家公司目前已经完成了 100 万美元的融资,第一款风机 Vortex Mini 将在一年内完成研发和优化,进入量产阶段。

这种涡度风机环保性更高——更高效地利用了占地、金钱和风能,还对鸟类更加友好。

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