
編者註: 這個偶爾的系列介紹了有力的想法(有些現有的,有些未來派),以助長現代生活。
從字面上看,天空可能是風能的極限 - 轉子旋轉英里高的轉子可能有助於全球供電。
卡內基學會在加利福尼亞州斯坦福大學的全球生態學系的研究員肯·卡爾德拉(Ken Caldeira)說:“高空風中有大量能量。”這些風比近乎衝突的風更強烈,更穩定地吹來,但是您需要走上英里才能獲得巨大的優勢。噴氣流,大約30,000英尺。 ”
研究人員說,如果將地球上方幾英里的風力渦輪機連接到世界土地的10%,那麼這些噴射風中有足夠的能量以滿足世界需求的100倍。
噴氣流是在20,000至50,000英尺之間的高度蜿蜒曲折帶。它們季節性轉移,但否則是大氣中的持續特徵。噴氣流的風通常比地面附近的風快,速度要快10倍,使其成為潛在的巨大且可靠的能源來源。
但是如何如此高捕捉風?
風箏和係數
已經提出了許多技術方案,以從這些高空風中收集能量,包括拴系風箏的風力渦輪機高高的英里高。當前的設計可產生多達40兆瓦的電力,並通過繫繩傳輸到地面。
使用28年的天氣數據,研究人員開發了有史以來對高空風能的首次全球調查。
“我們發現日本和東部的風能密度最高中國,美國東部,澳大利亞南部和東北非洲的東部海岸。
這些特定區域每平方米或更高的時間大約產生10千瓦。阿切爾補充說:“這在地面附近是不可想像的,即使是最好的位置通常每平方米不到一千瓦。”
該分析還研究了世界上一些最大的城市:東京,紐約,聖保羅,首爾和墨西哥城。紐約和東亞城市都證明了一個主要地點。
阿切爾說:“對於受東京,首爾和紐約等極地噴氣流影響的城市,高空資源非常出色。” “紐約的平均高空風能密度最高,其平均風能密度高達每平方米16千瓦。”
東京和首爾也具有高風力密度,因為它們都受東亞噴氣流的影響。由於墨西哥城和聖保羅位於熱帶緯度,因此很少會受到極地噴氣流的影響,而偶爾只受到較弱的亞熱帶噴氣機的影響。結果,他們比其他三個城市的風力發電密度較低。
問題仍然存在
另一個問題是,大規模實施此類設備是否可以改變一般的空氣循環模式,從而影響當地和全球氣候。他們的模擬暗示,如果攜帶到極端極端的情況下,將整個行星用這種設備覆蓋將冷卻地球表面,減少降水量並提高海冰水平。但是,如果以與全球總電力需求相當的水平部署,即使在70年後,似乎也沒有可檢測到的氣候影響。
同樣,在大規模利用此能源時,風力強度仍然帶來挑戰,就像地面上一樣。
卡爾德拉說:“儘管在這些高海拔風中有足夠的力量來為所有現代文明提供動力,但在任何特定地點,仍然有時會有風。”即使在最佳區域,風可以預計大約5%的時間會失敗。
他補充說:“這意味著您要么需要備用功率,大量的能源存儲,要么是大陸或全球尺度電網以確保電力可用性。” “因此,儘管高空風最終可能被證明是主要的能源,但它需要大量的基礎設施。”
弓箭手告訴生活學她認為高空風能本身會解決整個星球的能量需求 - “您不希望某些東西不是100%可靠的。但是我很肯定它可以發揮重要作用。”
Archer和Caldeira 5月26日在網上詳細介紹了他們的發現能量。
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