為了實(shí)現(xiàn)這一想法，越來越多的國家開始進(jìn)行各種各樣的研究試驗(yàn)。在科學(xué)家們看來，水力發(fā)電是將水的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，然后將機(jī)械能重新轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。既然水力可以做到這一點(diǎn)，那么風(fēng)力發(fā)電自然也能夠成為現(xiàn)實(shí)。
不僅如此，科學(xué)家們還曾經(jīng)推測過風(fēng)能能夠提供的能量數(shù)值，得出結(jié)果為全世界可利用風(fēng)能提供的能量資源幾乎相當(dāng)于燃煤發(fā)電能量的三倍。在這樣的情況下，風(fēng)力發(fā)電的熱度越來越高，各個(gè)國家開始不斷投入研究和推廣。
可再生清潔能源
事實(shí)上，除去風(fēng)力發(fā)電自身的巨大潛力之外，上個(gè)世紀(jì)七十年代許多科學(xué)家們預(yù)測的“石油危機(jī)”，以及類似礦物資源在發(fā)電時(shí)所造成的環(huán)境污染，也成了發(fā)展風(fēng)力發(fā)電的主要推手。
以我們國家為例，在上個(gè)世紀(jì)七十年代末期，改革開放正式開始?？稍谀莻€(gè)時(shí)候，中國的礦石資源發(fā)電占比卻已經(jīng)達(dá)到了81%。雖然就比例來說，這個(gè)數(shù)字在發(fā)展中國家比較正常?？扇绻痣娬急瘸掷m(xù)居高不下，那就意味著我國的能源消耗會(huì)比其他國家多很多，在這個(gè)過程中環(huán)境污染也會(huì)更加嚴(yán)重。
正因如此，可再生清潔能源發(fā)電的重要性不言而喻。其實(shí)從現(xiàn)代的眼光來看，我們國家作為全世界風(fēng)力資源最豐富的國家，如果能夠?qū)L(fēng)力資源更高效地利用起來，那對于國家的發(fā)展是有很大幫助的。只可惜在那個(gè)時(shí)候，由于技術(shù)的限制，這一設(shè)想遲遲沒有完成。
好在到了上個(gè)世紀(jì)八十年代初，為了滿足廣大牧民的生活用電需求，國家開始重點(diǎn)推行風(fēng)力發(fā)電。在最開始的時(shí)候，我國風(fēng)力發(fā)電的主力為離網(wǎng)型小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)。雖說相比于現(xiàn)如今的各種風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其運(yùn)行功率和轉(zhuǎn)化效率都十分落后，但就那個(gè)年代來說，已經(jīng)在很大程度上改善了牧民的生活用電困境。
資源的循環(huán)利用加上對自然環(huán)境的保護(hù)，風(fēng)力發(fā)電自然而然地成為我們國家主要研究發(fā)展的對象之一。截至目前為止，中國已經(jīng)探明的風(fēng)能儲(chǔ)量大約253GW，這意味著哪怕風(fēng)能資源開發(fā)到60%，也足以支撐我們國家每年的電量需求。不僅如此，當(dāng)類似風(fēng)力一樣的可再生清潔能源發(fā)展得越來越好以后，礦物能源就能運(yùn)用到其他方面。
然而隨著時(shí)間的推移，近幾年卻突然出現(xiàn)許多質(zhì)疑的聲音。質(zhì)疑風(fēng)力發(fā)電對生態(tài)系統(tǒng)和自然氣候的影響，這究竟是怎么一回事兒呢？在這樣的情況下，我們應(yīng)該繼續(xù)加大推廣力度還是立即停止此類規(guī)劃？想要搞清楚這個(gè)問題，我們就不得不從風(fēng)力發(fā)電自身的原理構(gòu)造開始說起。
風(fēng)力發(fā)電原理及構(gòu)造
首先，風(fēng)力發(fā)電的原理很簡單，就是不同能量之間的相互轉(zhuǎn)化。和水力發(fā)電一樣，人類機(jī)器借助風(fēng)的動(dòng)能驅(qū)動(dòng)機(jī)器機(jī)械運(yùn)動(dòng)，再由機(jī)器帶動(dòng)風(fēng)力發(fā)電。像我們經(jīng)常看到的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，就是幾個(gè)扇葉在風(fēng)力的推動(dòng)下不停地轉(zhuǎn)動(dòng)，將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。
風(fēng)力發(fā)電的優(yōu)點(diǎn)在于對空氣零污染，不需要使用任何實(shí)質(zhì)性的自然資源；缺點(diǎn)則是風(fēng)力發(fā)電的不穩(wěn)定性，在無風(fēng)的情況下，自然也就不會(huì)產(chǎn)生電量。也正因如此，以往的風(fēng)力發(fā)電多用于輔助發(fā)電。
其次就是風(fēng)力發(fā)電機(jī)的主要構(gòu)造了，以現(xiàn)如今的科學(xué)技術(shù)來看，風(fēng)力發(fā)電主要有水平軸發(fā)電機(jī)，垂直軸發(fā)電機(jī)以及風(fēng)力產(chǎn)生的震動(dòng)效應(yīng)發(fā)電這三種。
就水平軸發(fā)電機(jī)而言，一般會(huì)分為升力型以及阻力型兩種不同的“狀態(tài)”進(jìn)行發(fā)電。不過就目前而言，升力型發(fā)電模式憑借更快的旋轉(zhuǎn)速度、更高的發(fā)電效率成為主流水平軸發(fā)電機(jī)的首要選擇?？蔁o論是什么樣的發(fā)電模式，水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)都必須要對風(fēng)，隨著風(fēng)向的變化而變化。
在這一點(diǎn)上面，垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)就有著足夠強(qiáng)悍的優(yōu)勢。而之所以會(huì)出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象，最主要的原因就在于垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)簡化了整體結(jié)構(gòu)，減少了風(fēng)輪對風(fēng)的陀螺力需求。這樣一看，垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)表現(xiàn)出來的性能似乎更加優(yōu)秀。畢竟能夠在不對風(fēng)的條件下產(chǎn)生風(fēng)力，其技術(shù)要求絕不只是三言兩語就能夠描述清楚的。
可事實(shí)上，垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)只能說是有著更大的潛力，卻并不足以證明它擁有更強(qiáng)悍的性能。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)前世界各國的水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)平均輸出功率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)。只有一些超級大型的垂直風(fēng)力發(fā)電機(jī)，才會(huì)在發(fā)電功率上反而占據(jù)一定的優(yōu)勢。
不過無論是水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)還是垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，最終都必然會(huì)給風(fēng)力產(chǎn)生的震動(dòng)效應(yīng)發(fā)電讓路。風(fēng)力產(chǎn)生的震動(dòng)效應(yīng)發(fā)電，其優(yōu)勢在于無需任何扇葉的幫助，外形就像一根垂直的棍子，只要感受到風(fēng)力變化就會(huì)開始不斷的震蕩。
在這之后，震蕩所產(chǎn)生的力能就會(huì)進(jìn)入棍子底部的交流發(fā)電機(jī)中，將力能轉(zhuǎn)化為電能。一旦這種科學(xué)技術(shù)被普及開來，最終消耗的成本必然會(huì)比“扇葉”發(fā)電要低很多。不僅如此，少部分人所擔(dān)心的風(fēng)力發(fā)電可能會(huì)出現(xiàn)的任何危害都將被避免。
風(fēng)力發(fā)電的條件
眾所周知，任何一種可再生自然清潔能源在對外提供能量的時(shí)候，都會(huì)有特定的要求和限制。以太陽能供能為例，這種方式到了夜間幾乎就宣布罷工。
風(fēng)力發(fā)電也是一樣，一旦沒有足夠的風(fēng)力支持，風(fēng)力發(fā)電自然也很困難。在我們國家境內(nèi)，不同地方的風(fēng)力不一樣，不同季節(jié)的風(fēng)力不一樣，甚至是同一個(gè)地方早晚溫差下的風(fēng)力都不一樣。在這樣的情況下，我們就必須要經(jīng)過計(jì)算去選擇最合適的風(fēng)力發(fā)電位置，讓它能夠最大限度地為我們提供充足的電量。
除此以外，由于風(fēng)力發(fā)電的噪聲污染嚴(yán)重，占用土地面積太大，所以在計(jì)算位置的同時(shí)，還要確保風(fēng)力發(fā)電站遠(yuǎn)離人類的生活區(qū)，國家保護(hù)區(qū)以及文物保護(hù)區(qū)等地。只有這樣，風(fēng)力發(fā)電才算是真正滿足了基本要求。
風(fēng)力發(fā)電的危害
現(xiàn)如今很多人會(huì)提到有關(guān)風(fēng)力發(fā)電的危害，是否就是因?yàn)樵胍粑廴疽约罢加猛恋孛娣e呢？其實(shí)并非如此。在這部分人眼中，風(fēng)力發(fā)電的危害主要體現(xiàn)在生態(tài)影響以及氣候環(huán)境影響這兩方面。
- 生態(tài)影響
就生態(tài)影響來說，受傷害最嚴(yán)重的無疑于自然界中的鳥類。根據(jù)數(shù)據(jù)資料顯示，隨著風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展，現(xiàn)如今每年大約有幾十萬只鳥類死于風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉輪之下。在我們?nèi)祟愌壑?，每一個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)上的三片扇葉都只不過是吸收風(fēng)力的必需品而已；可在鳥類眼中，每一片扇葉都像是鍘刀，無情地收割著它們的性命。
乍一看之下，這個(gè)數(shù)字對鳥類的影響似乎特別大?？墒聦?shí)上，每年死于高樓撞擊的鳥類數(shù)量多達(dá)5億多只。當(dāng)鳥類在飛行過程中受到人造燈光或者高樓上玻璃幕墻的影響時(shí)，鳥類就會(huì)被光源吸引撞擊建筑物而亡。
其次就是化石燃料發(fā)電對鳥類造成的影響，早在2009年，科學(xué)家們就經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)化石燃料供電達(dá)到1GWh時(shí)，就會(huì)有一只鳥類因各種各樣的原因死亡，綜合數(shù)量差不多將近風(fēng)力發(fā)電的十倍。由此可得，以風(fēng)力發(fā)電對鳥類造成傷害為由禁止風(fēng)力發(fā)電，是完全站不住腳的。
在未來的發(fā)展過程之中，只要我們能夠在鳥類遷徙過程中，及時(shí)關(guān)閉風(fēng)力發(fā)電一段時(shí)間，那么鳥類受到傷害的可能性自然會(huì)大大降低，風(fēng)力發(fā)電也不至于會(huì)淪落到禁止發(fā)展的地步。
- 氣候影響
除了生態(tài)影響以外，另外一種影響就是氣候環(huán)境的影響。這種觀點(diǎn)主要來自于風(fēng)力發(fā)電的同時(shí)，扇葉會(huì)帶動(dòng)上層高溫空氣與下層低溫空氣的轉(zhuǎn)換，增強(qiáng)溫室效應(yīng)。然而科學(xué)家們對溫度進(jìn)行對比之后發(fā)現(xiàn)，前后變化大約在0.5℃左右。在這個(gè)變化之中尚且存在許多未知的因素，將一切緣由都?xì)w結(jié)在風(fēng)力發(fā)電上，是不合理的一種看法。
當(dāng)然，還有人通過能量守恒定律的角度來看待這件事情，認(rèn)為風(fēng)力發(fā)電占用了空氣中的風(fēng)能。那么原本這些風(fēng)能應(yīng)該有著其他效用，卻突然被人為截?cái)嗷蛘吒淖?，這對自然環(huán)境也同樣會(huì)造成影響。
這樣的說法似乎有一定的道理，可事實(shí)上，在發(fā)展風(fēng)力發(fā)電的時(shí)候，科學(xué)家們就已經(jīng)提到了可利用風(fēng)能和不可利用風(fēng)能這兩個(gè)概念。我們?nèi)祟惱玫降娘L(fēng)能，對自然環(huán)境或許會(huì)產(chǎn)生一定的影響，但這影響幾乎可以忽略不計(jì)。
以水力發(fā)電為例，同樣是自然環(huán)境中的一種可再生能源。難道在人為干預(yù)以后，自然生態(tài)環(huán)境就受到了嚴(yán)重的影響？這樣的事例雖然出現(xiàn)過，但前提是人類過度的開發(fā)利用，導(dǎo)致原本稀缺的水資源被截?cái)?/strong>?？扇绻祟惸軌?strong style="box-sizing: inherit;">將利用轉(zhuǎn)化量控制在一定范圍內(nèi)，那自然不會(huì)出現(xiàn)太大的影響。
結(jié)語
其實(shí)在風(fēng)力發(fā)電的過程中，人類一直都在不斷地探索進(jìn)步。人們提到的問題，科學(xué)家們也在不斷尋求解決問題的方式、方法。如果僅僅因?yàn)榭赡艽嬖诘挠绊懢土⒓赐Ｖ?，那?shí)在是太過極端了。
在第一次工業(yè)革命之中，人類以煤炭作為工業(yè)革命的主要能源，對自然環(huán)境的傷害至少是風(fēng)力發(fā)電的千倍，萬倍之多。可如果人們在那個(gè)時(shí)候就選擇停止，人類文明又怎么可能發(fā)展到現(xiàn)如今這個(gè)程度呢？
