以风力产生能量
《儆醒!》杂志驻荷兰通讯员报道
巨大的旋翼不停地转动,缓慢而且沉稳,就像一名游泳健将毫无倦色地以手臂拍打不断阻碍他前进的波浪一样。不过,有如波浪的气流不但没有阻碍这些旋翼转动,反而起了推动的作用。除了飒飒的风声之外,可听见的声音就只有这些机械手臂的急动响声。这就是借风力发电的风力涡轮机。
在丹麦、法国、德国、荷兰、美国等国家的当风地带,这种风力涡轮机正越来越多。在美国加州,当地已有1万6000多台风力涡轮机。在三藩市以东大约50公里的阿尔塔蒙特通道,约7000台涡轮机群集多个山头,形成一个风车场,利用稳健的风力发电。据说把加州的风力涡轮机全部结合起来,足以供应三藩市和华盛顿全市住户所需用的电力。
照样,丹麦四处临海,所以也很适合利用风力产生能量;目前丹麦已约有3600多台风力涡轮机。1991年,荷兰只有300台风力涡轮机,但全国最常刮风的省份同意把数量增加到3000台。英国的能源专家亦希望把该国的涡轮机发展到同等的水平。
当然,人利用风力绝非新事。试想想,在人发明引擎以前,海上航行的船只无一不是依靠风力来推进的。人们利用风车抽水,磨谷,磨香料和锯木已达多个世纪。荷兰现今仍保留900台这类别致的风车。当中不少依然一如以往地抽水;即使电力中断,运作也不会出现问题。
一百年前,丹麦教授波尔·德拉·库尔率先研究利用风力发电的可能性。结果他研制了一部小型的涡轮机,开创了今天现代化风力涡轮机的先河。不过,到了20世纪,人类发现开采矿物燃料比利用风力容易得多,引发的能量也较大。初时,矿物燃料也看来费用廉宜,供应充裕;于是人们便减少利用风力作为能源。直到1973年,全球发生了石油危机,人们才再度认真考虑利用风力发电。
有利环境
石油危机促使科学家细想,假如石油供应枯竭,情形将会怎样。于是其他选择,比如风力,再度受人注目。毕竟,风是用之不尽的。实际上,风能不断自行再生,就像圣经所载一般:风能“旋转不息”。(传道书1:6,《新译》)对于自然环境,风力比矿物燃料大有好处。矿物燃料造成了若干可怕的现象,酸雨是其中之一。矿物燃料也会加速地球的温室效应。风倒不会产生任何化学品。
风虽然不像煤气、煤炭、石油一样能量浓缩,但优点也可不少。比如说,试想想,在时速只有10公里的海风吹拂下,涡轮机缓缓转动。忽然风速加倍,达到时速20公里。这时涡轮机靠风力产生的能量会增加多少?一倍?不是。《新科学家》杂志解释说:“风产生的能量是跟风速成立方比的。”因此如果风速加倍,涡轮机产生的能量就会增加8倍!就算风速只是稍为增强,涡轮机发放的能量也会大为增加。为了使所谓立方律能尽其用,涡轮机大多立于山巅,这样风速便会随着风吹而加强。
风力另一个诱人的好处是,分布较为广泛。风车使能源跟用户拉近,而且安装快捷,易于搬动。风力不用开采,不用运输,也不用购买。这意味到把风所产生的能量传送出去并不困难,比原油尤其这样。原油必须靠大型油轮运送。牵涉到油轮的意外曾三番五次造成环境大灾难,1989年阿拉斯加漏油事件就是一例。风力涡轮机可没有这个弊病。
一些障碍
这绝不意味到风力是人类解决能源问题的万灵药。难题主要在于风是无法预测的。风也可以随时改变方向。研究人员曾花了很长时间,试图找出解决的方法。到1920年代,问题露出了一线曙光。当时法国工程师乔治·达里厄研制了一台轴线垂直的涡轮机。这种涡轮机外形酷似一个巨大的搅拌器。不论风吹自何方,都无碍操作。今天,经过再三改良之后,这个样子怪异的新发明已经为人所用。但风依然可以随时完全停止。有时,反过来,猝发的暴风能把旋翼和涡轮机摧毁。
奇怪的是,最强烈反对利用风力发电的人所持的理由部分竟然跟环境有关。首先,现今高科技的风力涡轮机跟昔日古雅别致的风车已大不相同。大型的涡轮机高达100米,中型的也有40米。很少人会说这些涡轮机美观迷人。诚然,不少高压电线和放射站也是这么高,不过,旋翼不断转动的涡轮机却远较瞩目得多。
跟着是噪音问题。有些人大声疾呼,反对在他们住所附近兴建风力涡轮机,是因为涡轮机造成了噪音。不过,有趣的是,一项研究发现,英国康沃尔一台中型涡轮机产生的噪音,相当于一辆汽车距离你7米以外,以时速60公里驰骋时,所发出的声响。但声响的水平随着距离递增而急降。人如果站在300米以外的地方,他所听到的声音只不过像在一般图书馆里所听见的声音而已。另外,旋翼转动时发出的声响也多为飒飒的风声所淹没。不过,无可否认的是,要是数百台风力涡轮机群集在一处,或像加州阿尔塔蒙特通道一样安上了数千台风力涡轮机,噪音问题便会严重得多。
问题也牵涉到雀鸟。近来荷兰一个保护雀鸟组织警告人,不要在雀鸟喂食雏鸟和繁殖的地方建筑风车场。因为四周漆黑或烟雾弥漫时,雀鸟可能会误撞旋翼。据估计,在荷兰一个建有260台涡轮机的风车场上,一年内撞毙的雀鸟可能达10万只。不过,其他研究表示,风力涡轮机对雀鸟的威胁可谓微不足道。
保险政策?
尽管存在着这些阻碍,风力显然大大有助于减少矿物燃料在全球的消耗量。美国堪萨斯州大学的加里·约翰逊教授在他所著的《风能系统》一书中解释,人沿用传统方法的同时,也可利用风力提供能量。通过这样做,他说:“从某方面来说,使用风力发电机可被视为应付燃料短缺的保险政策。”
不久,人类也许会亟需这样的保险政策。新闻媒体经常报道,人对燃料的需求是永无穷尽的。人开采煤矿,钻井勘探石油和天然气,结果不但耗尽这些不能替代的东西,还在使用这些东西时,在某些方面弄脏了自己的家园!与此同时,风不停地吹——清新而源源不绝,但依然为人所忽略。
[第23页的图片]
很多国家利用成千上万的风力涡轮机发电
[第24页的图片]
荷兰现今还保存着数百台这类古雅的遗物