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风力发电机的危害有多大?应该立即停止!还是该加大推广力度?

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  风力发电和太阳能以及水力和潮汐能发电一样,都是属于清洁能源,和水力发电相比,风力发电还不需要筑坝淹没大片良田,因此最近几十年来,和太阳能发电一样,都受到环保人士的追捧!

  

  但一直以来有一种说法,说是风力发电影响生态环境,还可能引发全球变暖,这清洁能源怎么就引发全球变暖了?且来看看“消息灵通”人士到底是怎么说的?

  

  风力发电到底有多清洁?

  我国的能源结构中,煤电占总装机容量的74.4%,占总发电量的81.0%,但煤电不是一个好东西,因为烧煤会排放二氧化碳,二氧化硫,PM2.5颗粒等,尽管现在有脱硫以及超超临界机组,但煤电的污染仍然比较大,全球大约有超过50%的煤电发电量在中国。

  

  煤电排的污染已经成了污染的典型,另一种没有排放的能源是核电,它的原理是铀或者钚的裂变能产生热量,加热水形成蒸汽,然后再推动弄蒸汽轮机,和煤电的原理一样,只是前者烧煤,后者“烧”核燃料。

  

  核电没有二氧化碳、二氧化硫的排放污染,也是一种“清洁”能源,但核能有放射性污染,乏燃料处理困难等,而切尔诺贝利和福岛核事故让大家谈核色变,只有未来的商业核聚变成功,并且使用氦三聚变时才能真正算得上清洁能源。

  

  风电是怎么样发电的?

  太阳能用发电有半导体的光电效应发电,或者聚焦太阳光烧热水形成蒸汽发电,风力发电则有利用风产生机械能来发电,风转变成机械能有几种方式:

  

  • 1、水平轴发电机
  • 2、垂直轴发电机
  • 3、风力产生的振动效应发电

  前者是使用风吹过螺旋桨的叶片,利用其桨距产生侧向力,从而使风能转换成螺旋桨的机械能,然后带动齿轮箱变速,将低转速转换成高转速,从而带动发电机发电,在变速箱中辅以变速装置,使发电机维持额定输出频率和电压。

  

  为了使风力发电机尽可能获得更大的功率,因此风力发电机的螺旋桨直径会很大,有的甚至超过100米。因为风能的大小与桨叶带动转轴旋转扫过的总面积有关系,因此风力发电机越早越大,为的就是利用率最大化。

  

  

  垂直轴的原理也类似,但垂直轴风机有一个好处是不需要转向机构,它可以360度全向风都能转换成机械能!不过垂直轴发电机最大的问题是效率比较低,大约只有40%,因此现在大部分常见的风力发电依然是水平轴发电机,而且有些类型的垂直轴风机还得给个初始的转动力矩才能启动。

  

  风力发电到底有多大危害?

  大部分时候都有大风呼呼的刮,这风能利用起来不香吗?而且还没有污染与排放,何乐而不为呢?但往往事情都具有两面性,比如动物保护组织就提出,风力发电场周围环境都不错,而且由于风力发电场的占用,环境改善,成为很多鸟类的天堂!

  

  这些都是好事,但风力发电机的超级大转叶就像三把大刀,一天到晚都在呼呼的旋转,远看也许不明显,但走到近处时那巨大风叶的破空声实在令人恐惧,而鸟儿在空中飞,根本不知道会有大刀片一样的转叶挡在前面,因此时不时就有比较大型的鸟类被风力发电机的转叶击中死亡。

  

  据NBC NEWS在2018年4月17日报道,全美大约有50000台风力发电机,占美国能力的8%,但它每年都杀死14~32.8万只鸟类,而鸟类死亡最高峰是晚间,因为黑漆漆的夜晚让鸟儿根本就看不清前方的死亡风电场。

  

  伦敦经济学院(LSE)早在2014年也曾评估过英国的风力涡轮机对鸟类造成的伤害,可能有超过10万只鸟类遭到风力涡轮机的伤害。

  

  另一种说法则是风力发电机的风叶直径太大,将空气存在温差的上下层搅合在一起,造成全球变暖,不过这种说法和煤电造成的温室效应相比,那根本就不是一个数量级的。

  

  有方法可以降低风力发电站对鸟类的伤害吗?

  2009年的一项研究表明,风力发电站每产生1GWh的电力就会产生大约0.3只鸟的死亡,但化石燃料对鸟类的伤害更大,统计表明每1 GWh造成5.2死亡,是风力发电的数十倍。

  

  而与此相对的是核电站可能造成30万只鸟类死亡,而石化燃料可能造成鸟类死亡数量高达1450万只,相比较而言,风力发电对鸟类的伤害要小得多,两者唯一的区别是风力发电是直接伤害,而核电和石化燃料发电则是间接伤害。

  

  科学家也在研究如何降低风力涡轮机对鸟类的伤害,纽约伊萨卡的康奈尔大学的研究人员发现了一种可能被证明是保护鸟类免受风力涡轮机影响的简单方法。利用天气雷达的数据,生成鸟类迁徙实时地图,提醒风电场在鸟类迁徙高峰时关闭涡轮机。

  

  康奈尔大学著名鸟类学实验室的Kyle Horton博士称,在春季迁徙高峰期间的任何给定的夜晚(从4月底到5月初)可能有多达5.2亿只鸟类在飞行中,这项计划可以用最简单的方式降低风力涡轮机对鸟类的伤害。

  

  延伸阅读:电能是如何被储存的?

  风力发电和太阳能发电一样被吐槽最多的就是,用电低谷时拼命发电造成弃风弃光,高峰期反而没风或者下雨,搞得能源界非常恼火,因为天不刮风,天要下雨不随我们控制,那么有没有一种方法将风能或者太阳能储存起来呢?

  

  1、将多余的电能以电解水的方式变成氢气储存

  2、利用抽水蓄能电站将水抽到高处以重力势能的方式蓄能

  3、大型蓄电池在用电低谷时充电,高峰时放电

  4、利用压缩空气或者飞轮蓄能

  电池蓄能

  

  蓄能的方式还有很多,但其实没有一种成本低的,最简单暴力就是抽水蓄能,但投资很大,最简单的方式是蓄电池蓄能,你家的电动自行车也算一种,但要做到大功率成本投入将会极大。

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