风力发电大有可为 [复制链接]

第7版(国际)
专栏：《科技新时代》杂志供本报专稿

　　风力发电大有可为
风能是巨大的资源，仅仅１％的地面风力就能满足全世界的能量需求。风能不仅极其丰富，而且不会造成任何污染，再加上技术上的巨大进步，使风能利用这一古老的话题再次引起人们的关注。
在国际范围内，风能利用在迅速增长。美国现已有１．７万多台风力发电机，发电量达１７００兆瓦，估计到２０５０年，风力将为美国提供１０％的能源；欧洲也已具有２０００兆瓦的风力发电能力，且预计到２０００年将增加一倍。在印度、阿根廷、乌克兰等发展中国家，也开始实施较大规模的风力发电计划。
实际上，风能的利用并非新近的发明，波斯人早在７世纪就制作出风力机械用于碾磨谷物。但直到本世纪７０年代，人们才开始用风力发电，１９８１年开始大规模利用风力发电。这种可再生能源能够大规模开发，主要是风力发电成本下降。先进的叶轮机技术是降低成本的最主要因素。新型的材料、先进的桨叶结构、灵巧的电子技术，按空气动力学原理设计的控制装置，都将有助于提高风力发电的效率从而降低成本。例如，许多叶轮机具有用计算机设计的方向舵；少数甚至有像飞机副翼那样的可控制翼面桨叶。一种普通的叶轮机装上方向舵后，风能的利用率可增加３０％。除此之外，较长的桨叶和较高的机塔，也可提高叶轮机的发电效率。一台典型的风力叶轮机的容量为３００至５００千瓦，美国Ｚｏｎｄ公司制造的风力叶轮机Ｚ－４０容量为５００千瓦，它产生的电力可供１５０至２００户住宅使用。
现今风力发电机有两种类型：一种是如同传统的风车形状的风力叶轮机；另一种是垂直轴风力叶轮机。后者的整个外形像一个巨大的打蛋器，其优点是：它的桨叶可以在任何方向上获取风力，而且齿轮箱、发电机等重型部件可放置在地面上，而无须置于机塔顶部的吊舱中。这种新型的叶轮机由于其重心较低，所以允许建造更高的机塔，利用高处的风力来提高叶轮机的效率。另外，它还能允许叶轮机布置间隔更小。
但是现在，传统式样的叶轮机在风力发电中仍占据主要地位。当然，这些叶轮机也采用了许多新技术。例如，它们的转子一般都置于塔的迎风方向，电子探测器测到风向后，电动机自动地将叶轮机转到迎风方向。另外，它们更多地依靠电子控制器以及使用可变速风机。与同一规格的恒速风机相比，可变速风机的效率更高，因为它能随风速的改变适当地增加或降低其转子转速。而各个叶轮机上的电子控制器可以向中央计算机输送信息，及时跟踪用户的用电负荷的变化以作相应的调整。
美国联邦实验室的专家预测，未来５年内进入市场的叶轮机将比现在使用的更大、更轻，塔高将达６１米，并有先进的副翼、可变的运行速度以及直接驱动的发电机。叶轮机的效率提高，使风力发电的成本不断降低。自８０年代初以来，风力发电的费用已降低了８０％以上。现在的平均电费为每千瓦时６至８美分，１９９５年并网发电的风力电厂更以每千瓦时３．９美分的低价出售电力。这是对石油、天然气以及核燃料电力具有竞争力的价格。如果把环境治理的费用也算入传统能源发电的成本，风力发电就显得更便宜了。