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前景诱人的气象能源

2009-04-29刘兆华

第二课堂(小学版) 2009年4期
关键词:小窗高塔叶轮

刘兆华

随着科学技术的高速发展,目前科学家除对太阳能和风能开发利用外,对其他气象能源的研究也大都已取得了实质性进展。

人造龙卷风发电

龙卷风的破坏力极大,这是因为龙卷风含有巨大的能量。据测算,当它的漏斗状旋涡直径为200米时,龙卷风中的旋流功率可达3百兆瓦,这相当于25个珠江电厂的发电量。

科学家根据龙卷风形成的原理制造了一种龙卷风模型发电机。他们将一塔形建筑四周全用条板间隔成方格小窗,朝风的小窗开着,背风的小窗关着,风吹进塔后开始旋转,形成小龙卷风。塔底部装有螺旋风动叶轮,当人造龙卷风将下方的空气吸入塔内时,叶轮转动,带动发电机发电。这种龙卷风发电机和装有同样大小叶轮的普通风力发电机相比,功率要高出30倍。

据此,科学家提出太阳能龙卷风发电站模式。用特殊材料制造一个个大半径的球冠罩,球冠罩顶部中心与一个筒状高塔相连。当罩内的空气被阳光晒热到20℃~50℃时,空气便流向筒状高塔,再沿高塔上升,形成人造龙卷风,带动塔中的叶轮,继而带动发电机发电。这种太阳能龙卷风发电站,即使在外界无风的时候,塔内的气流速度也能达到每秒60米(约为台风速度的两倍),亦即龙卷风的风速,而发电站的容量可达100万千瓦。日本和美国的科学家现已成功地利用这种原理建成试验电站。据科学家预测,到2010年前后,无污染的人造龙卷风电站必定能为人类效力。

雨雾发电

天空降雨和大地起雾都可以变为能源。这一思路受启发于当前正在许多国家出现的“塑料树”。在沙漠上“种植”许多“塑料树”,是改造沙漠的方法之一。晚上,塑料树冠会从空气中吸收水分,并将水分储存在空心树干和渗入地表中。白天,树干和地表中的水分则会蒸发形成雾和雨云,使气温大为降低,并促使降雨现象频繁出现。此时,再种上花草树木,沙漠的恶劣环境会因此而逐渐改善。

如果使塑料树的树冠体积增大,将它们大量“种植”在多雨多雾地区,并使它们析出的水集中由一管道流至地面,那么源源不断的水流便可驱动水轮机和发电机,成为中小型水电站。

大气温差发电

荷兰科学家最近设想,用地球大气层的温差所产生的效果来发电。这一设想萌生于对天气的观察。地球表面的水由于地面温度较高而蒸发上升,到高空时遇低温又凝结,以雨雪形式降落到地面。科学家们认为,如果能把这一过程有效控制起来,便能利用雨下降的冲力来发电。

荷兰科学家设想在北海建立一个能源高塔,让自然界水蒸气变雨的这一现象在高塔中进行,但用的不是水,而是更易于蒸发的氨。

经过精确计算,塔高如果达到5000米,塔顶的温度可低至零下35℃,而北海水温为4℃~15℃,拥有足够的温差,那么塔底座安装的发电机功率可达700万千瓦,相当于10个普通的燃煤发电厂的发电量。

科学家说,这项设计在技术上是完全可行的,十几年之后就可付诸实施。

(编辑白鸟)

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