
编者注:本文是偶尔的生命实学系列的一部分,内容涉及减轻人类对环境的影响的思想。
高耸的风力涡轮机已成为可再生能源的象征,但风能的高处可能是其最大的缺点。
退休的物理学家兼可再生能源怀疑论者霍华德·海登(Howard Hayden)说:“这确实杀死了一英里的风力涡轮机一英里。”
至少需要260,000台300英尺高的涡轮机才能满足美国的电力需求。
“对我来说,这个数字很小。”加利福尼亚州斯坦福大学卡内基科学学院的克里斯蒂娜·阿切尔(Cristina Archer)说,他认为风力涡轮机的污染力较小,进口石油较少。
她和一位同事此前表明,世界风能的潜力是全球能源需求的35倍。他们现在表明,风能可以提供其批评家所说的稳定电源。
阿切尔说:“这是风的本质。”生活学,这可能会导致产生的电力波动。
但是,团队在2007年11月发行的《供应量》上的大型互连风电场可以稳定供应。应用气象与气候学杂志。
风转换
风是由于我们大气加热不平坦的结果太阳。实际上,达到地球的太阳能量的2%被转化为使风吹动。
风力涡轮机理论上不能从通过它移动的空气中提取所有能量,但是大多数现代风力涡轮机可以捕获约50%。
在超过1000年的时间里,风车一直使用风来提升水和研磨谷物。第一个发电的风力涡轮机建于1886年,但直到1980年,风力行业才真正开始起飞。
在美国,在过去的五年中,风能增长了22%,这在很大程度上要归功于政府补贴。根据美国风能协会的数据,现在已经安装了11,000多兆瓦的风能 - 足以供应300万套房屋。
尽管如此,风只占该国电力供应的0.7%。阿切尔认为,这项贡献可能高达20%至30%。
狂暴的预测
海登认为,大量的风能会使纳税人造成太多的代价,并且会给电网造成破坏。
他说:“风在其位置,因为它确实节省了燃料。” “但是它不应超过电力供应的10%。”
问题在于,涡轮的输出很大程度上取决于风速。例如,如果风将其速度降低了一半,则功率下降了近90%。
这可能会导致野生波动无法忍受,这对于消费者的持续需求必须保持一定的电压和频率。
阿切尔(Archer)和她的合作者通过在几个站点上平均进行平均风能来平滑风能。
她说:“很有可能在某个地方大风。”
研究人员研究了中西部中部的风数据,并发现了高度的变化,这要归功于加拿大的冷风与墨西哥湾的温暖风之间的碰撞。
通过在500 x 500平方英里的区域连接19个风电场,该网络可以在网络平均输出的三分之一以上提供可靠的“基本负载”功率。
海登持怀疑态度。他说:“我们没有网格系统可以做到这一点。”建造新的输电线路将花费每英里一百万美元。
弓箭手不同意。她说:“主要问题不是技术,而是政治问题,因为该网络必须越界界限。”
她提到了在北海建立类似类型的网络的计划,该网络将连接离岸风电场。
后院风
海上风是一个有吸引力的主意,因为风在海上更强烈,更稳定。但最近的计划为了建立马萨诸塞州科德角附近的第一个美国离岸风电场,那些不希望它破坏视野的人进行了战斗。
也有人抱怨风力涡轮机嘈杂,杀死鸟类和蝙蝠。
“这环境问题微妙但深远。”海登说。
弓箭手认为替代方案- 煤炭和核- 更糟。她说,最近的调查发现,对风电场的担忧是在很大程度上想象的,因为住在他们附近的人们似乎并不介意他们。
她说:“人们与金门大桥的建筑物作战,声称这将破坏景观。” “现在,拥有一座桥梁的房子要花费更多。”