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放只风筝捕获高空风能
在过去,从对流层无穷无尽*风中获取能源仅仅是个梦想 , 而今,荷兰代尔夫特工业大学*科学家将一只面积为10 平方米*风筝放入高空,另一端拴在一个发电机上 , 成*从高空捕获风能,产生了10千瓦*电力,可以满足10户家庭使用 。
梯形电站
目前,研究人员正计划试验他们**一个能产生50 千瓦特电能*更大*风筝 。这种能捕获高空风能*风筝被称为“梯形电站”,最终 , 研究人员将建一个由众多风筝组成*能产生100兆瓦特电能*梯形电站,产生*能量足够10万个用户使用 。
可持续能源工程教授和前宇航员乌波·欧克斯*了梯形电站项目,他相信风筝是从距离地面1 千米或更高*高空捕获很多能量*一种比较廉价*方法,高空风能比地面*风能高数百倍 。他说:“我们必须利用自然为我们提供*所有能量,利用风筝产电*方法非常具有吸引力 。”
欧克斯并不是唯一进行这项研究*人 。*风筝*马克尼*是第一家因为生产*可更新能源*价格比煤炭发电更便宜而获得谷歌奖金** 。这两个科研组*目*都是发掘高空风能 , 高空风能比涡*机通常依**地面风能更丰富可* 。斯坦福大学卡内基研究所*气候科学家肯·卡尔代拉已经估计出,风中包含*总能量是地球上*人类所需总能量*100 倍 。但是,大部分风能都位于高空 。
一般来说,风车*叶片耸立在距离地面大约80米*高空 , 这里*风速大约是每秒5 米 。然而在800米*高空,风速上升到每秒7米 , 因此具有更大能量 。事实上,要*一个可以利用800米高空风能*涡*机根*就不可能 , 但是风筝很容易就能达到这个高度 。而且在英国、荷兰、爱尔兰和丹麦等国家,高空风速较高 , 都适合采用风筝发电 。
“8”字形飞行在风筝发电**风筝构造中,风筝是由两条线缆牵拉飞行* , 每条线缆都由一个与计算机控制*绞盘相连**绕线鼓所把握 。一旦风筝被放飞并到了稳定*飞行阶段,就需要*这两根线缆来牵拉收放 , 绞盘则负责放松 。这些线缆*旋转带动了发电机*转动 。当几乎所有*线缆都放开*时候,绞盘就开始将其拉回,让风筝回到其原来*位置 。当线缆到达最大高度时,风筝会重新返回原来位置,不断重复上升和下降*过程 。风筝通过这样拉动与地面发电机连接在一起*线缆来发电 。也就是说,作用于“风筝翅膀”*强风会在环形电缆一侧产生向上力,在另一侧产生向下力,使电缆旋转 。缓慢旋转*环形电缆推动梯形电站*一个发电机运转,从而产生电能 。
通过电脑控制,研究人员已经解决了风筝呈“8”字形飞行*模式 。当一只风筝需要收线时 , 它将与地面呈一定角度飞行,这时它就像一架滑翔机,不需要多少动力就能滑行 。目前,研究人员能利用这些飞行模式最大化实现风筝发电 。此外 , 人们还在想方设法扩大基*样机,以实现多只风筝共同发电 。即当一只风筝上升时 , 另一只就下降 。
据研究人员估计,风筝发电*成*每千瓦小时不超过4便士,这种方法比风*机发电*成*少了一半 。技术问题一旦得到了解决,我们就可以将这种发电站*规模扩大到和火力发电站一样大 , 而我们所需要做*,就是不断增加风筝*数量 。
利用风筝捕捉高空风能*想法激励着人们*热情,目前,已经出现了建设几个大规模示范项目*想法 。意大利*风筝发电站设计了一个可以产生10 亿瓦特电能*风筝发电**方案 。10 亿瓦特电能相当于一个标准燃煤发电站产生*电量 。这个方案包括放飞4 只500平方米*风筝 。
研究人员认为,如果资金充足 , 商业化风筝电站将在5 年内实现* 。
风能潜力巨大
地球表面大量空气流动所产生*动能就是风能 。由于地面各处受太阳辐照后气温变化不同和空气中水蒸气*含量不同,因而引起各地气压*差异,在水平方向高压空气向低压地区流动,即形成风 。
风能资源决定于风能密度和可利用*风能年累积小时数 。风能密度是单位迎风面积可获得*风**率,与风速*三次方和空气密度成正比关系 。据估算,全世界*风能总量约1 300 亿千瓦,**风能总量约16亿千瓦 。
风能资源受地形*影响较大,世界风能资源多集中在沿海和开阔大陆*收缩地带,如**加利福尼亚州沿岸和北欧一些国家,**东南沿海、内蒙古、新疆和甘肃一带风能资源也很丰富 。
风能*利用主要是以风能作动力和风力发电两种形式,其中又以风力发电为主 。以风能作动力,就是利用风来直接带动各种机械装置,如带动水泵提水等 。目前,世界上约有100多万台风力提水机在运转 。澳大利亚*许多牧场,都设有这种风力提水机 。在很多风力资源丰富*国家,科学家们还利用风力发动机铡*、磨面和加工饲料等 。
【《我们爱科学》的读后感2000字】利用风力发电,以丹麦应用最早,而且使用较普遍 。丹麦虽只有500 多万人口,却是世界风能发电大国和发电风*生产大国,世界10大风*生产厂家有5 家在丹麦 , 世界60%以上*风**厂都在使用丹麦*技术,是名副其实*“风车大国” 。
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