隨著人類對清潔能源風(fēng)能的依賴性日益增強(qiáng)，開發(fā)臺風(fēng)這一強(qiáng)力能源也只是時間早晚的問題。
據(jù)美國環(huán)境保護(hù)署(USEPA)，目前海洋正以每十年0.2華氏度的速度變暖著。并預(yù)計，隨著海洋溫度的升高，未來出現(xiàn)更猛烈的颶風(fēng)和熱帶風(fēng)暴的頻率將愈來愈高。這些破壞性極大的氣候現(xiàn)象能創(chuàng)造出逾150英里/時(約合241千米/時)的風(fēng)速，這是一個相當(dāng)可觀的能源選擇。
日本公司研發(fā)的臺風(fēng)渦輪機(jī)原型。圖片來源：Challenergy
近日，一家名為“Challenergy”的日本工程公司宣稱它們已掌握了將臺風(fēng)作為能源開發(fā)的技術(shù)。據(jù)CNN報道，該公司推出了全球首個新型臺風(fēng)風(fēng)電機(jī)組，形似一部巨大垂直的打蛋器。與傳統(tǒng)渦輪機(jī)相比，它不僅能夠經(jīng)受得住臺風(fēng)或颶風(fēng)，還可捕獲動能將其轉(zhuǎn)為電力。
該公司成立于2013年，創(chuàng)立者為工程師Atsushi Shimizu，旨在開發(fā)綠色能源技術(shù)。
大西洋海洋和氣象實驗室稱，一場成熟臺風(fēng)所產(chǎn)生的動能“相當(dāng)于全球發(fā)電量的一半?！盨himizu表示，一場臺風(fēng)所產(chǎn)生的電力足夠滿足日本50年的能源需求。
按照世界氣象組織定義，熱帶氣旋中心持續(xù)風(fēng)速在12級至13級(即32.7米-41.4米/秒)稱為臺風(fēng)或颶風(fēng)。
創(chuàng)立者Shimizu和臺風(fēng)風(fēng)機(jī)。
據(jù)“數(shù)位趨勢(Digital Trends)”報道，該公司研究團(tuán)隊對傳統(tǒng)風(fēng)電機(jī)組的設(shè)計做出了根本性的改變。相較于傳統(tǒng)的由三個巨型葉片組成的主體，新型渦輪機(jī)的主體由三個獨(dú)立的垂直圓柱體構(gòu)成。科研人員表示，全向垂直軸的設(shè)計應(yīng)用了馬格努斯效應(yīng)(Magnus Effect，導(dǎo)致一個旋轉(zhuǎn)的物體偏離直線路徑的橫向力)，保證風(fēng)電機(jī)組可捕獲到多個方向的風(fēng)，而不像傳統(tǒng)的受限于單一風(fēng)向。且緊湊的設(shè)計旨在幫助最小化結(jié)構(gòu)失效的風(fēng)險。
馬格努斯效應(yīng)使得風(fēng)電葉片的控制水平達(dá)到了空前的高水平。工程師通過收緊中心桿就可以調(diào)整葉片速度，以確保它們在風(fēng)暴中不會旋轉(zhuǎn)失控。
日本公司研發(fā)的臺風(fēng)渦輪機(jī)原型。
Challenergy團(tuán)隊于2015年7月完成了臺風(fēng)風(fēng)電機(jī)組的最后模擬測試，它實現(xiàn)了30%的效率。雖然傳統(tǒng)風(fēng)電機(jī)組的工作效率通常能達(dá)到40%，但卻無法在臺風(fēng)中運(yùn)作。
對于這項新興技術(shù)，也有觀點(diǎn)質(zhì)疑其實際操作的可行性。認(rèn)為即使該風(fēng)電機(jī)組的設(shè)計能夠捕獲到一場臺風(fēng)所產(chǎn)生的所有動能，但要難以找到一種將能源儲存50年的方法，人類尚未擁有能夠勝任的電池技術(shù)。
作為一個每年平均遭遇近三次臺風(fēng)登陸的亞洲太平洋島國，日本可以說比任何一個國家都深諳臺風(fēng)的毀滅性力量。
工程師Shimizu希望他的新發(fā)明，全球首個臺風(fēng)驅(qū)動的風(fēng)電機(jī)組，能夠幫助日本在未來幾十年內(nèi)實現(xiàn)能源自給。目前，日本約84%的能源需求依靠進(jìn)口滿足。
在2011年3月福島核電事故發(fā)生之前，日本的核電將在2020年實現(xiàn)占一次能源利用比例60%。但毀滅性的地震和海嘯不僅奪去了1.9萬條生命，還導(dǎo)致了三起核熔毀事故。因此目前日本許多核反應(yīng)堆均處于休眠狀態(tài)，核電正漸漸淡出該國的能源布局，原定的計劃也無法實現(xiàn)。
日本在風(fēng)能利用方面的嘗試已獲得了非常大的成功。在過去，日本試圖利用歐洲風(fēng)電機(jī)組開發(fā)臺風(fēng)。
2016年截至目前，日本已遭遇了六場臺風(fēng)。“日本具備成為超級風(fēng)力大國的潛力，”Shimizu說，“數(shù)年來，日本使用的都是歐式的風(fēng)電機(jī)組，并非為臺風(fēng)區(qū)所設(shè)計，因此幾乎完全損壞了”。
2013年9月23日 ，臺風(fēng)天兔(Usagi)登陸中國廣東汕尾紅海灣，造成當(dāng)?shù)仫L(fēng)電場八臺風(fēng)電機(jī)組倒塌，另有八臺遭到損壞。
Challenergy團(tuán)隊稱，其臺風(fēng)風(fēng)電機(jī)組能夠承受住80米/秒的風(fēng)速，可應(yīng)對臺風(fēng)級別的風(fēng)力，而且還遠(yuǎn)不止此。目前風(fēng)電機(jī)組模型在實驗室中測試表現(xiàn)良好，但尚未經(jīng)歷過實際應(yīng)用中的臺風(fēng)。
今年7月，該公司在日本沖繩安裝了全球首個臺風(fēng)風(fēng)電機(jī)組。目前正加緊在東京塔或日本國家體育場的建造計劃，該公司期望臺風(fēng)渦輪機(jī)能在2020年做好準(zhǔn)備，屆時迎接?xùn)|京奧林匹克運(yùn)動會的舉辦。
