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TUhjnbcbe - 2025/3/7 17:17:00

综述

人类虽然自诩是世界的霸主,掌握着地球上所有生物的生死,甚至可以释放污染,从另一种方式去操控环境的变化,但是其实比起自然的力量,人类的力量十分弱小,甚至可以说是微不足道。

自然界中的任何一个小小的变化都极有可能导致人类的死亡,比如极端的冬季,或者是炎热的夏季,哪怕是人类能够加衣服来获取温暖,但是夜间骤然降低的极寒将会导致没有防备的人,尤其是老年人和婴孩因此而失温死亡,极热的天气也将会造成人类中暑,进而产生严重的后果。

当然,这些也只是气候的简单变化,只是大自然最轻微的“挠痒痒”,而对于人类来说最致命的无疑是那些自然地质灾害,比如洪水、地震、海啸、火山爆发、台风等等。

我国地震较为频发的地区是新疆、四川、台湾等,这些省份都位于地震带中,经常发生大大小小的地震,只是严重的较少。

也因此,四川人还为此诙谐地说,小震不用跑,大震跑不了。但不管如何,地震都需要确保自己的生命安全,不管地震的级数有多少,都要竭尽全力存活下去,我国政府也会拼尽全力进行营救。

而大部分的沿海地区或许地震发生的次数较少,海啸也很少出现,更别说洪水、火山等等自然灾害,最多出现的应该还要数台风。

台风

一般而言,国际上将中心持续风速保持在每秒32.7米到41.4米范围内的热带气旋称为台风,也被叫做是飓风。

如果是按照台风的级数,那么台风就是风力在12级以上气旋,其中超过13级,最大风力在14到15级的叫做是强台风,在16级和16级以上的叫做超强台风。

台风中心气压很低,底层气流向中心辐合,但顶层又向外辐散,从中心向外部按照顺序分成三个部分,即台风的眼区、云墙区,以及螺旋雨带区。

台风眼区根本与平时没有任何的区别,非常祥和平静,不仅没有感受到较大的风力,而且天气晴朗,一看就是个好天气。这个区域大概平均半径为20公里,甚至被人称为是台风中的“桃源”。

云墙区就没有台风眼区那么和平了,这里的区域大概宽几十公里,高十几公里,这里几乎是受到台风最严重、天气最恶劣的地区,风力自内向外下落,常常是狂风暴雨,海浪翻涌,看起来非常可怕。

最外层的螺旋雨带区是由几条云如同螺旋一样存在于云墙的周围,足足有几十上百公里的宽度,甚至能有上千公里长,虽然也会引起降雨,但没有云墙区那样迅猛狂暴,只是会出现阵雨,以及大风。

台风时常会在夏秋时候对沿海地区造成影响,尽管它也会对人们带来好处,但台风一旦来临,人们往往无法出门,甚至还可能因此造成对生命安全以及财产的损失,可谓是十分惹人厌烦。

也因此,有一些人对此发出疑问,人类现在的科技手段已经能够改变我们的天气,那么为什么不对这些台风进行干预或者是消灭它们,反而是任其对沿海城市的人民造成危害呢?

事实上,台风的威力远远超出大多数人对它的想象,一旦一个台风成长起来,变得成熟,那么这样一个台风存在于地球上,哪怕是在中间投放一颗人类现阶段处于威力最大之一的武器——核弹,也无法对台风造成半点的影响。

每20分钟投放万吨的核弹,这样才能抵得上一个成熟的台风释放出来的热量,这也同时相当于是全球发电量的一半,甚至它每小时水凝结而释放出来的热量都几乎是多颗当初在日本爆炸的原子弹加起来的巨大能量。

这足以说明,台风的力量非常强大,是目前人类根本不无法干涉和阻拦的超强大自然威力。然而也有人认为,既然台风威力如此巨大,我们也不能将其消灭,那么是否可以利用台风来进行发电呢?

台风能否发电?

通常来说,我们都知道风力越大,所产生的风能也就越高,从而会带来越多的电能,如果单单从这个角度来看,台风是完全能够发电的。

比如在我国江苏省东县,这里建造着亚洲最大的海上风电场,平时的日发电量大海在几十万千瓦,比如在年,该发风电场只有平均下来日发电量不足90万千瓦时。

然而在年,第10号台风“安比”登陆我国上海,中心最大风力达到了10级,而在它来到江苏东县那天,“安比”中心附近最大风力在9级左右,当地的风电场发电量比以往平均的数值高了足足70万千瓦时左右,达到了万千瓦时。这足以说明台风的发电效率是非常高的。

但是我们如果利用台风发电,实际上不能仅仅只是考虑到台风的风力为我们带来的收益,还要考虑到台风天气的多变和其可能会远超风电场承受力度的风力。

一般而言,海边的风力发电机大多使用的是看起来非常简单的,表面只有三只长条叶片的发电机,但其实里面有着非常复杂的控制机构,多达多个部件。

这种风力发电机根据风力的大小,一般而言会有四种功率的模式,当风力较小,风力机的叶片无法被快速转动,呈现静止或者慢速旋转的状态,这个时候不会进行发电。

当风力增加,转动风力机的叶片,所产生的功率就会随着风力的增加而提高,从而产生电力,直到达到额定的风速。

第三种功率模式就是风力达到了风力机的额定风速,这也是因为风力机的发电容量有限,当风力超过这个风速时,风力机的功率都是固定的,所发电的能量也是不变的。

而一旦风力过大,超出风力机的停机风速,叶片就会停止转动,也不会再进行发电。这其实是因为过大的风速极有可能会因为空气的高速流动,从而对风力机造成过大的压力,导致叶片发生崩断,甚至风力机毁坏等情况。

除此之外,台风登陆沿海地区时,风力自然也是一种威胁,同时多变杂乱的风向也将是会导致风力机毁坏的重要原因之一,甚至跟随着台风而到来的强降雨、电闪雷鸣也会对风力机造成破坏。

也因此,当台风来临,风力机不仅需要立即停止转动,还要根据风向而转动机头,尽力保证其遭受的影响达到能做到的最低。

比如在年台风“杜鹃”登陆期间,尽管中心的风力并不高,只有每秒57米的速度,理论上大部分的风力机都能承受,然而事实上,在“杜鹃”席卷过后,大批的风力机叶片遭到破坏,纷纷折断,甚至还有整个风力机倾倒的事故出现。

而根据研究,通常情况下风力低于10级的台风将会给风力机带来好的发电收益,而如果风力超过10级,甚至是12级以上,风力机就将迎来巨大的威胁。

故此沿海地区需要对风力机的质量和相关安全、运行标准做较为严格的要求,还要时时对风力机进行维修和检查。当台风即将来临,风力机需要有专人进行清理附近的故障,以及随时监控情况。

在台风过去后,也要对风力机进行巡视和排除故障部分。

离台风发电还有多远?

事实上,早在日本因为核电站泄露引起重大事故以后,日本的工程师就打算自己研发出一款能够利用台风发电的风力机,并在年9月宣布成功发明出了全球第一台可以用台风发电的风力机,表明它能够承受每秒80米的风速,还能经受台风多变的风向。

事实上,这款台风风力机是源自年科学家提出的马格努斯效应,并且马格努斯效应早已被应用在了水平轴风力机中,而日本的工程师只是将其加上垂直轴风力机,这才创造出了所谓的第一款台风风力机。

那么这个台风风力机的效果怎么样呢?

测试结果显示,该风力机的发电效率甚至比主流的风力机还要低,而且能量转化率仅仅30%左右,甚至还无法对其进行大幅的功率提升,这样看来,这款台风风力机无疑是前路坎坷,并且到目前年为止也没有好消息传出来。

结论

总的来说,根据我们现在的科技水平来说,台风发电距离我们尚且比较遥远,并且或许在未来很长的时间都不会考虑将台风作为主流的发电模式。

这不仅是考虑到利用台风发电的技术层面的突破,研发出更加耐“揍”的风力机,还需要对研发新风力机的资金成本、能量转化和利用效率,能够带来的经济收益,以及安全性等各个方面的综合性判断。

事实上,风力机并不是风力越大就会产生越多的能量,当它来到额定风速时,不管风力超出多少,所产生的能量也都是固定的,因此,与其想破脑袋研发出利用台风发电、在自然灾害面前“跳舞”的风力机,不如研发出能够低风速的风力机。

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