風(fēng)對(duì)我們有益還是有害?
來源:新能源網(wǎng)
時(shí)間:2024-08-17 10:06:13
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風(fēng)對(duì)我們有益還是有害?【專家解說】:1)大自然的“武器”——風(fēng) 大自然的“軍火”"中貯備有各式各樣威力強(qiáng)大的“武器”。當(dāng)大自然發(fā)怒時(shí),就會(huì)使用這些武器將地球居民的生活擾亂。 讓人驚
【專家解說】:1)大自然的“武器”——風(fēng)
大自然的“軍火”"中貯備有各式各樣威力強(qiáng)大的“武器”。當(dāng)大自然發(fā)怒時(shí),就會(huì)使用這些武器將地球居民的生活擾亂。
讓人驚奇的是大自然的武器中最強(qiáng)大最厲害的不是地震、大火、洪水和干旱,而是風(fēng)。
風(fēng)的威力
在美國(guó)每個(gè)星期發(fā)生的自然災(zāi)害造成的損失就高達(dá)約10億美元,而按照美國(guó)保險(xiǎn)公司的統(tǒng)計(jì),這其中70%是由風(fēng)引起的。大多數(shù)人并沒有想到風(fēng)的威力竟如此之大。美國(guó)國(guó)家風(fēng)工程學(xué)協(xié)會(huì)主席、環(huán)境工程學(xué)教授密歇爾說,風(fēng)給我們帶來的這種巨大的災(zāi)難性結(jié)果真是令人震驚和沮喪,向?qū)嶋H上我們本可以減少這種損失。
1992年席卷美國(guó)佛羅里達(dá)州的安德魯颶風(fēng)刮倒了14.1萬座房屋,密歇爾說,那些房屋建得實(shí)在太不結(jié)實(shí),根本無法抵抗強(qiáng)大的颶風(fēng),這次造成了52人喪生。
現(xiàn)在已知颶風(fēng)和龍卷風(fēng)是最具破壞力的風(fēng)。最近,美國(guó)國(guó)家氣象局義認(rèn)識(shí)了其他兩種強(qiáng)風(fēng)來源。一種是雷雨帶來的風(fēng)的強(qiáng)瀉氣流;另一種是當(dāng)強(qiáng)瀉氣流撞擊地面時(shí)產(chǎn)生的水平直線風(fēng)。上述這些對(duì)風(fēng)的認(rèn)識(shí)顯然是不夠的。密歇爾說,我們目前對(duì)風(fēng)的了解實(shí)在太少,我們幾乎不懂風(fēng)工程學(xué)。在40年前,密歇爾就提出了應(yīng)該對(duì)地震、風(fēng)、干旱、洪水等自然害作一個(gè)大規(guī)模的整體研究,但是政府并沒有重視密歇爾的建議,只是撥了很多錢研究地震、洪水等災(zāi)害,他們完全沒有意識(shí)到風(fēng)的危害并不比地震、洪水等災(zāi)害小,而且由于極不重視風(fēng)的威力,使風(fēng)肆虐,成為美國(guó)最大的"破壞王"。
大風(fēng)破壞小房子
美國(guó)有數(shù)百萬幢房屋建筑是經(jīng)受不起風(fēng)的襲擊的,而其中大多數(shù)是私人的小房屋。因而研究大風(fēng)對(duì)低矮房屋的影響是非常重要的。過去很少有人投資來進(jìn)行這種被認(rèn)為是小兒科的項(xiàng)目。但是,最近由于保險(xiǎn)公司開始招架不住因風(fēng)造成的巨額災(zāi)難損失賠償,四處抱怨,逐漸引起了社會(huì)對(duì)風(fēng)研究的關(guān)注。
許多工程師堅(jiān)持認(rèn)為一些簡(jiǎn)單的技術(shù),如使用鋼筋混凝土等更結(jié)實(shí)的材料來支持房屋可以減少因風(fēng)造成的損失。密歇爾說,現(xiàn)在許多私有小房屋的構(gòu)梁不牢固,于是大風(fēng)常常很容易地就把屋頂掀掉。
研究人員說,猛拉著向上沖到屋頂?shù)拇怪憋L(fēng)就像一只巨大的手。通常認(rèn)為幫尼颶風(fēng)不夠強(qiáng)大到摧毀房屋,但是實(shí)驗(yàn)表明甚至比較溫和的風(fēng)也可能施加強(qiáng)大的力量。密歇爾分析認(rèn)為,周圍的地形起了很關(guān)鍵的作用。當(dāng)風(fēng)刮過的時(shí)候,環(huán)境中的高層建筑或大樹可能增加空氣的渦旋程度,建在山坡頂上的房屋很可能被越來越傾斜的風(fēng)刮倒,而目這時(shí)風(fēng)施加的力是與它撞擊到很平的地勢(shì)時(shí)是非常不一樣的,可能會(huì)變得更強(qiáng)大。密歇爾說,情況非常復(fù)雜,總的來說,來自颶風(fēng)的直接襲擊會(huì)非常危險(xiǎn),廉價(jià)的低矮房子基本無法抵抗。
另外,并不是所有的龍卷風(fēng)都是一樣的,有些規(guī)模小,有些規(guī)模大,小規(guī)模的我們稱之為“小孩颶風(fēng)”。中等規(guī)模的叫“媽媽颶風(fēng)”,大規(guī)模的則稱為“爸爸颶風(fēng)”。只有極少比例的颶風(fēng)屬于“爸爸颶風(fēng)”。對(duì)于"爸爸颶風(fēng)"來說,建得很牢固的房屋可能也會(huì)受到破壞。而對(duì)于“小孩颶風(fēng)”和“媽媽颶風(fēng)”來說,只要對(duì)房屋做一些合理的加固處理都可以避免損失。特別是現(xiàn)在發(fā)明了很多新型的性能優(yōu)良的建筑材料,可以大大提高房屋抵抗風(fēng)的能力。
密歇爾相信,我們可以設(shè)計(jì)出可以抵抗風(fēng)速為190公里/小時(shí)的風(fēng)的房屋,這將使美國(guó)每年挽救3萬戶人家的房屋損失。http://www.cpus.gov.cn/magazine/dzrts/2001/12_01.htm
2)陽(yáng)光與風(fēng),用之不盡
隨著人類對(duì)資源的大規(guī)模開發(fā)與利用,現(xiàn)有的常規(guī)能源在不斷地減少,并趨于枯竭。而開發(fā)使用可再生能源,如風(fēng)能和太陽(yáng)能,與傳統(tǒng)能源相比有著很大的優(yōu)勢(shì)。這些能源不僅儲(chǔ)量豐富,而且無污染,形成規(guī)?;a(chǎn)后成本也將會(huì)降低,可作為輔助能源。
前段時(shí)間,意大利的一個(gè)環(huán)保協(xié)會(huì)在當(dāng)?shù)亻_展了一次關(guān)于環(huán)保能源的調(diào)查,對(duì)1000人進(jìn)行抽樣調(diào)查的結(jié)果顯示:35%的被調(diào)查者認(rèn)為今后幾年在意大利應(yīng)該發(fā)展太陽(yáng)能;16%的被調(diào)查者認(rèn)為應(yīng)該發(fā)展風(fēng)能;15%的被調(diào)查者認(rèn)為應(yīng)該發(fā)展水電。該協(xié)會(huì)的科學(xué)部主任詹尼·西爾維斯特里尼(Gianni Silvestrini)評(píng)論說,調(diào)查反映出人們對(duì)環(huán)境的關(guān)注不再是抽象的語句,而是已經(jīng)非常具體了。有69%的被調(diào)查者表示只要是能夠推動(dòng)可再生能源的開發(fā),他們?cè)敢馐褂眠@種能源;24%的被調(diào)查者愿意每月多支付5歐元的電費(fèi);14%的被調(diào)查者甚至愿意多支付10歐元。
在各種可再生能源中,太陽(yáng)能是最重要的基本能源。從廣義上來說,生物質(zhì)能、風(fēng)能、水能等都來自太陽(yáng)能,太陽(yáng)能不僅是取之不盡,用之不竭,而且不產(chǎn)生溫室氣體,無污染,是有利于保護(hù)環(huán)境的潔凈能源。中國(guó)具有豐富的可再生能源資源,隨著技術(shù)的進(jìn)步和生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大,在今后十幾年的時(shí)間內(nèi),太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮堋⑺艿榷喾N可再生能源的利用技術(shù)就可以逐步具備規(guī)模。
中國(guó)地處北半球歐亞大陸的東部,幅員遼闊,有著十分豐富的太陽(yáng)能資源。但是太陽(yáng)輻射資源受氣候地理等環(huán)境的影響,其分布具有明顯的地域性。
......
近年來,由于中國(guó)政府西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施,太陽(yáng)能光伏應(yīng)用發(fā)展較快,特別是2002年以來在西部七省開始實(shí)施送電到鄉(xiāng)的光明工程,裝機(jī)容量達(dá)到了20兆瓦。中國(guó)的太陽(yáng)能光伏應(yīng)用規(guī)模己達(dá)60兆瓦,在解決無電地區(qū)供電、微波通信、氣象測(cè)報(bào)和航標(biāo)及戶用電源等方面發(fā)揮了重要作用。幾十千瓦、幾百千瓦級(jí)的獨(dú)立光伏電站以及太陽(yáng)能衛(wèi)星電視地面接收站的竣工,為當(dāng)?shù)厝嗣袢罕娊鉀Q了照明和電視接收問題。
從經(jīng)濟(jì)的角度講,目前使用太陽(yáng)能與使用傳統(tǒng)燃料相比并不合算。如果太陽(yáng)電池組件的生產(chǎn)規(guī)模能夠得到普及并擴(kuò)大,價(jià)格就能夠下降一半,甚至是下降到現(xiàn)在價(jià)格的三分之一,那時(shí)太陽(yáng)能的價(jià)格就會(huì)變得便宜了。
除了在邊遠(yuǎn)無電地區(qū)的應(yīng)用外,太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)也開始在城市中進(jìn)行示范。通過應(yīng)用最大功率跟蹤(MPPT),并網(wǎng)系統(tǒng)保護(hù)、智能控制、自動(dòng)數(shù)據(jù)采集、通訊、硬件設(shè)備工藝設(shè)計(jì)、并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)等國(guó)際先進(jìn)的技術(shù),實(shí)現(xiàn)了高性能的并網(wǎng)發(fā)電和控制。如安裝在北京市太陽(yáng)能所樓頂?shù)?0千瓦太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)發(fā)電示范系統(tǒng)、作為奧運(yùn)先導(dǎo)示范項(xiàng)目安裝在北京太陽(yáng)能利用示范基地的100千瓦太陽(yáng)能光狀并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)、北京天普公司新能源樓的50千瓦太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)等。
其他太陽(yáng)能光伏利用包括太陽(yáng)能游船、太陽(yáng)能路燈、庭院燈、草坪燈也得到了廣泛的應(yīng)用,并在不斷地發(fā)展完善。
中國(guó)目前所應(yīng)用的太陽(yáng)能光電設(shè)備既有晶硅太陽(yáng)電池組件,也有非晶硅太陽(yáng)電池組件。后者雖然比較經(jīng)濟(jì),但是轉(zhuǎn)換效率相對(duì)較低。
此外,生產(chǎn)光伏能源不一定要求建造大型的發(fā)電站。在中國(guó)西北部,能夠利用太陽(yáng)能光電小型設(shè)備的屋頂面積是非常大的。太陽(yáng)電池組件不會(huì)產(chǎn)生任何污染和噪音,而且很少需要維護(hù)保養(yǎng),這在那些日照比較充分的城市中使用是非常完美的。
實(shí)際上,要評(píng)估太陽(yáng)能光伏設(shè)備對(duì)環(huán)境的影響,只看到在使用中沒有污染是不夠的,還要看到電池組件在其生產(chǎn)過程和整個(gè)使用過程中所消耗的能量和所產(chǎn)生的污染,以及從原材料硅的開采和加工到老設(shè)備的銷毀。研究表明,將上述過程折合為太陽(yáng)電池組件生產(chǎn)1千瓦小時(shí)電所排放的二氧化碳為201克,是用燃料生產(chǎn)1千瓦小時(shí)電所排放的二氧化碳的1/5(燃料排放的二氧化碳為1008克)。另外,折合新一代薄膜電池生產(chǎn)1千瓦小時(shí)電所排放的二氧化碳會(huì)進(jìn)一步減少。
中國(guó)不僅是陽(yáng)光資源豐富的國(guó)家,而且也是一個(gè)風(fēng)力資源相當(dāng)豐富的國(guó)家。中國(guó)理論可開發(fā)的風(fēng)能儲(chǔ)量(10米高度層)為32.26億千瓦,實(shí)際可開發(fā)的風(fēng)能儲(chǔ)量為2.53億千瓦。中國(guó)風(fēng)能資源豐富的地區(qū)主要分布在西北、華北和東北的草原和戈壁,以及東部和東南沿海及島嶼,而西部地區(qū)的風(fēng)能資源占全國(guó)風(fēng)能資源的50%以上。其中,內(nèi)蒙古自治區(qū)可開發(fā)利用的風(fēng)能儲(chǔ)量占全國(guó)的40%,風(fēng)力發(fā)電總裝機(jī)容量達(dá)到了全國(guó)容量的26%,居全國(guó)第二位。而且在“小型為主,生活用能力主,民辦為主”的發(fā)展方針指導(dǎo)下,經(jīng)過地方政府對(duì)風(fēng)能產(chǎn)業(yè)的扶植,小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和小型風(fēng)力提水機(jī)組的生產(chǎn)已形成了一定的規(guī)模。目前,全國(guó)累計(jì)安裝小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)近20萬臺(tái),在解決西部無電地區(qū)農(nóng)牧民生產(chǎn)生活用電方面發(fā)揮了重要的作用。在廣東,福建、浙江、遼寧、新疆等地已建成26個(gè)風(fēng)電場(chǎng),單機(jī)容量包含了從200千瓦到1300千瓦等多種規(guī)格,總裝機(jī)容量近40萬千瓦。在研發(fā)裝備方面,我國(guó)已具備了研制從100瓦到1000瓦的十幾種小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的能力,而且自主開發(fā)的200~300千瓦級(jí)的風(fēng)電機(jī)組國(guó)產(chǎn)化率已超過了90%,600千瓦機(jī)組樣機(jī)的國(guó)產(chǎn)化程度己達(dá)80%。我國(guó)近期目標(biāo)是到2005年,并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到120萬千瓦。經(jīng)過研究表明,風(fēng)力發(fā)電站最好是建造在年有用時(shí)間至少在2400~2500小時(shí)的地方,而在中國(guó)運(yùn)行的風(fēng)力發(fā)電站由于所處地區(qū)的不同,各地的年平均年有風(fēng)時(shí)間約為4400~7800小時(shí)。
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