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我们经常能看到很多「巨型风车」——风力发电机
浏览: 发布日期:2018-11-20

  创见干货:在荒芜的公路两边,我们经常能看到很多「巨型风车」——风力发电机,再过几年,它们的造型可能会变成更好看的奥运火炬。

  新能源技术的发展风生水起,尤其是在西方一些国家,几乎处处可见新能源设施。当你驱车行驶在欧美国家的高速公路上时,千万不要再对随处可见的风力发电装置感到惊奇,这些扇叶直径达到 100 英尺的大家伙已不再是新鲜玩意,而且很多人渐渐觉得它们看起来不那么舒服。于是来自西班牙的科技公司 Vortex Bladeless 设计了一种新型无扇叶风力发电机,看到它,你对风力发电的想法可能又要被颠覆了。

  这种新设计叫做 Vortex,利用无叶片的风力涡轮机发电,高高地矗立在那里直入云霄,看起来很像是一个巨大的奥运火炬。Vortex 与传统的风力涡轮机的原理相差无几,都是将风能转化成动能,进而产生电能,但是两者的实现方式完全不同。传统风力发电机通过螺旋桨的圆周运动获取能量,而 Vortex 则利用的是一种叫做「涡度」的空气动力效应,该效应可以产生旋转的涡流。

  一直以来涡度都被建筑师和工程师们视为最大的敌人,他们不得不设计一些特殊结构以减少风所产生的漩涡。塔科马海峡吊桥就是因为设计上的缺陷而最终导致倒塌。不过凡事有弊必有利,Vortex 正是利用了涡度有益的一面——在风力足够的情况下,涡度可以产生结构上的振荡运动。

  同样一件事情,设计师看到了其中的风险,而 Vortex 的三个创始人——David Suriol、David Yáñez 和 Raul Martín——却看到了机遇。他们试着将这种人人避之不及的能量化为己用,于是在 2010 年设计出了 Vortex Bladeless,实现了对这种振动的能量的收集。

  Vortex 类似桅杆的形状由计算机拟合设计得出,可以确保旋转的风(涡流)在机器内部同步发生。涡流只有同时发生才能取得良好效果而不会相互抵消。目前这种细长锥形原型机由玻璃纤维和碳纤维的复合材料组成,质量的增加降低了固有频率,因而能忍受尽可能剧烈的振动。圆锥机身的底部是两个互相排斥的磁铁环,其作用是作为一种不用电的马达。当圆锥机身向一边摆动时,互斥的磁铁就将其往反方向拉拽,从而实现在任何风速下都可实现的机身运动。这种运动产生的动能被发电机转化为电能,动能与机身的振荡频率成正比,大大提高了能量收集的效率。

  Vortex 的创始人表示,Vortex 没有螺栓、没有齿轮,也无需扇叶等机械活动部件,这大大降低了制造和维护成本。此外,他们还制造了一款 Vortex Mini,直立高度约为 41 英尺,在理想情况下(风速大约为 26 英里每小时)可以有效利用风能的 40%。在实地测试中,Vortex Mini 利用的风能相比于传统的风力发电机少了 30%,但其小巧的体积弥补了这一缺陷,因为同样的空间里可以安装两台 Vortex Mini。

  Vortex 团队向人们展示了自己设计的发电机模型,优势还是显而易见的——制造费用更便宜,完全无噪声,没有会对鸟类等动物造成伤害的叶片。Vortex Bladeless 公司表示,自己的涡轮式新型风力发电机由于不需要昂贵的叶片和支撑系统,所以造价仅为传统风力发电机的一半左右。另外,Vortex 精心设计的造型看起来很漂亮,像是芦笋,又像是奥运火炬,矗立在大地上显得自然协调得多。

  该公司已经从西班牙政府和私人资本处筹集了大约 100 万美元的资金,目前正在计划去美国进行新一轮的融资。创始人之一的 Suriol 对自己的产品充满热情,他每天大约会回复超过 200 封关于新型风力发电机的咨询邮件。当然,这项新技术仍有很长的路要走。他们计划在今年年底之前完成首批 9 英尺 100 瓦的涡轮机,并在发展中国家率先使用。41 英尺的 Vortex Mini 也会在一年之内完成生产。

  在未来很长的一段时间里,可能我们还会看到路边「风车」点缀的风景。传统风力发电机有着自己的特点,是一种伟大的机器,而 Vortex 则是要创造另一种新的伟大。

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