
編者註:本文是偶爾的生命實學系列的一部分,內容涉及減輕人類對環境的影響的思想。
高聳的風力渦輪機已成為可再生能源的象徵,但風能的高處可能是其最大的缺點。
退休的物理學家兼可再生能源懷疑論者霍華德·海登(Howard Hayden)說:“這確實殺死了一英里的風力渦輪機一英里。”
至少需要260,000台300英尺高的渦輪機才能滿足美國的電力需求。
“對我來說,這個數字很小。”加利福尼亞州斯坦福大學卡內基科學學院的克里斯蒂娜·阿切爾(Cristina Archer)說,他認為風力渦輪機的污染力較小,進口石油較少。
她和一位同事此前表明,世界風能的潛力是全球能源需求的35倍。他們現在表明,風能可以提供其批評家所說的穩定電源。
阿切爾說:“這是風的本質。”生活學,這可能會導致產生的電力波動。
但是,團隊在2007年11月發行的《供應量》上的大型互連風電場可以穩定供應。應用氣象與氣候學雜誌。
風轉換
風是由於我們大氣加熱不平坦的結果太陽。實際上,達到地球的太陽能量的2%被轉化為使風吹動。
風力渦輪機理論上不能從通過它移動的空氣中提取所有能量,但是大多數現代風力渦輪機可以捕獲約50%。
在超過1000年的時間裡,風車一直使用風來提升水和研磨穀物。第一個發電的風力渦輪機建於1886年,但直到1980年,風力行業才真正開始起飛。
在美國,在過去的五年中,風能增長了22%,這在很大程度上要歸功於政府補貼。根據美國風能協會的數據,現在已經安裝了11,000多兆瓦的風能 - 足以供應300萬套房屋。
儘管如此,風只佔該國電力供應的0.7%。阿切爾認為,這項貢獻可能高達20%至30%。
狂暴的預測
海登認為,大量的風能會使納稅人造成太多的代價,並且會給電網造成破壞。
他說:“風在其位置,因為它確實節省了燃料。” “但是它不應超過電力供應的10%。”
問題在於,渦輪的輸出很大程度上取決於風速。例如,如果風將其速度降低了一半,則功率下降了近90%。
這可能會導致野生波動無法忍受,這對於消費者的持續需求必須保持一定的電壓和頻率。
阿切爾(Archer)和她的合作者通過在幾個站點上平均進行平均風能來平滑風能。
她說:“很有可能在某個地方大風。”
研究人員研究了中西部中部的風數據,並發現了高度的變化,這要歸功於加拿大的冷風與墨西哥灣的溫暖風之間的碰撞。
通過在500 x 500平方英里的區域連接19個風電場,該網絡可以在網絡平均輸出的三分之一以上提供可靠的“基本負載”功率。
海登持懷疑態度。他說:“我們沒有網格系統可以做到這一點。”建造新的輸電線路將花費每英里一百萬美元。
弓箭手不同意。她說:“主要問題不是技術,而是政治問題,因為該網絡必須越界界限。”
她提到了在北海建立類似類型的網絡的計劃,該網絡將連接離岸風電場。
後院風
海上風是一個有吸引力的主意,因為風在海上更強烈,更穩定。但最近的計劃為了建立馬薩諸塞州科德角附近的第一個美國離岸風電場,那些不希望它破壞視野的人進行了戰鬥。
也有人抱怨風力渦輪機嘈雜,殺死鳥類和蝙蝠。
“這環境問題微妙但深遠。 ”海登說。
弓箭手認為替代方案- 煤炭和核- 更糟。她說,最近的調查發現,對風電場的擔憂是在很大程度上想像的,因為住在他們附近的人們似乎並不介意他們。
她說:“人們與金門大橋的建築物作戰,聲稱這將破壞景觀。” “現在,擁有一座橋樑的房子要花費更多。”