高密度安裝風(fēng)電渦輪機(jī)會(huì)降低風(fēng)能轉(zhuǎn)化效率

　　德國至2014年底已經(jīng)安裝的風(fēng)力發(fā)電機(jī)裝機(jī)容量合計(jì)38兆瓦。德聯(lián)邦環(huán)保局希望能以此達(dá)到1200兆瓦的額定功率，供應(yīng)14%的德國區(qū)域。

　　這相當(dāng)于每平米23瓦的裝機(jī)容量可發(fā)電6.7瓦。但事實(shí)證明該估算太過樂觀。德國馬普生物地理化學(xué)研究所與美國的合作研究近期發(fā)現(xiàn)，盡管美國堪薩斯州風(fēng)力資源豐富，裝機(jī)容量為德國的近一半，但目前每平米約2.7瓦的裝機(jī)容量僅可發(fā)電0.013瓦。

　　據(jù)測(cè)算該區(qū)域最多也只能獲得1.1瓦/平方米的風(fēng)電轉(zhuǎn)化率。研究人員認(rèn)為，理論上的輸出效率應(yīng)該是目前的50倍。原因是風(fēng)電渦輪機(jī)會(huì)減弱風(fēng)力，轉(zhuǎn)化效率并不隨著裝機(jī)容量的增加而增高。該現(xiàn)象非常普遍，在高密度的大型風(fēng)電場(chǎng)更突出，且地區(qū)間差異不大。

　　馬普生物地理化學(xué)研究所項(xiàng)目負(fù)責(zé)人解釋了限制風(fēng)電轉(zhuǎn)化的原理：大氣將風(fēng)驅(qū)動(dòng)至渦輪機(jī)表面時(shí)傳送的能量是極少的。渦輪機(jī)取走的能量越多，風(fēng)就變得越緩慢。如果風(fēng)電場(chǎng)中裝機(jī)容量沒有超限，從周圍環(huán)境中獲取的能量就能得到補(bǔ)充。

　　裝機(jī)容量越高，風(fēng)電場(chǎng)的總效能就越低。因此，與通常單個(gè)安裝的風(fēng)力發(fā)電機(jī)相比，一臺(tái)大型風(fēng)電場(chǎng)的渦輪機(jī)產(chǎn)生的能源顯著減少。這種減緩效應(yīng)大大限制了德國和其他地區(qū)風(fēng)能利用的潛力。影響的實(shí)際程度還取決于各地風(fēng)力資源的情況。研究人員目前正在調(diào)查德國的風(fēng)電潛能。但近7瓦/平方米的風(fēng)電轉(zhuǎn)化效率幾乎是不可能的。因此，當(dāng)前的風(fēng)力發(fā)電量顯著低于太陽能。后者效率最高能達(dá)每平方米20瓦。同時(shí)，太陽能裝置不存在減緩效應(yīng)。