海风吹来的电能

我国海岸线漫长，海上风能资源丰富，近海风能可供开发资源达到5亿千瓦。这份来自大自然的馈赠没人能拒绝。大风车，建起来！

海上风力哪里强

想用海风发电，自然希望风越大越好。2010年，国家气候中心模拟给出了中国近海70m高度风能资源分布。在各个海域中，以台湾海峡的风能资源最为丰富，其次是浙江沿海、广东东部沿海和渤海辽东湾。因此，我国的海上风电项目在这一带较为集中，比如江苏如东潮间带试验风电场、上海东海大桥海上风电场等。

风机小档案

姓名：海上风力发电机

昵称：定海神针、海王三叉戟

身高：普遍在100米到150米之间。

臂长：单个叶片60米到80米不等，三臂张开能“抱住”两架波音747。

特长：在不出现故障的情况下，可以连续转圈20年不头晕。

技能：每天为300万户家庭提供电力。

优点：发电效率高（比陆地风机增加70%发电量）、不占地、不扰民、清洁环保。

缺点：娇气（海风湿润且含盐，很容易腐蚀风机的钢铁架构）、造价高昂。

喜欢：风速平稳的风，不超过30m/s的台风（此时可以利用台风达到满发状态）。

讨厌：海雾（低能见度致使维修船只无法航行）、盐雾（导致电气设备故障）、海冰（在运动时撞击海上机组），超过30m/s的台风（风机会逐渐停止转动，直至台风离开）。

愿望：发更多的电，能和海洋里的各种居民和谐共处。

最强叶片炼成记

远远望去，風机叶片转动得并不快，但其实一滴雨打在叶片上的效果，相当于一颗高速飞行的子弹袭来。想得到经得起风雨洗礼的最强叶片，选材就不能马虎。相比以前使用的玻璃纤维，新材料碳纤维既轻巧又结实。尤其是在叶片高速运转的情况下，即便机箱内温度过高起火，碳纤维也不会发生断裂造成二次事故。

八爪螃蟹

有了优质的组装材料，如何才能把这根“定海神针”立在海面上呢？不同于欧洲海岸的沙土海床，我国首个海上风电项目——东海大桥海上风场在建设时，就遇到了海床细软的问题，就像要在豆腐里插筷子。设计团队激烈讨论了一个月，一个天才般的想法脱颖而出：先用8根90米长的钢筒倾斜着打入海床，然后在上面用钢筋混凝土做一个稳固承台，“螃蟹”的八只爪穿过淤泥层、黏土层和细沙层，让600吨重的风机牢牢扎根在海洋之中。这种高桩承台基础可是我们独创的！

海上风电奇兵

安装好的海上风机开始工作了，虽说它自身质量过硬，但是我们也不能完全“放养”，定期维护是必不可少的。想要成为风电维护奇兵，先看看自己是否满足这些基本条件：（1）不晕船;（2）不恐高;（3）体力好。如今海上风机已经逐渐向远海岸线区域发展，去往离岸40千米的风机单程就需要3小时航程;风机塔筒高度基本在百米以上，攀爬塔架的过程可千万不能腿软。而且，“登门拜访”没有空着手的道理，15千克的安全设备加上30千克的维修设备，壮士请背好了。

听声辨“错”的高手

既然实地维护风机一趟不容易，能足不出户地掌握信息是最好的。比如，有工程师在风机叶片上装了收音的麦克风，每片叶片转动时的声音，都能被软件转化成精准的音频数据，通过人工智能的学习比对，很快就可以发现故障。

从十年前的白手起家，到如今巨型风机已经成为我国再寻常不过的景观。今天，中国风电装机容量超过1.8亿千瓦，是世界第一风电大国，风电成为仅次于火电和水电的国家第三大主力电源。当然，中国风电建设者的雄心不止于此，沿着东南沿海的海岸线，一个新的风电世界正等待着工程师们大显身手。

在极地盖房子

冬天到了，住在自家温暖的小屋里，开着暖气或空调，听着外面寒风呼啸，这时你一定会庆幸，有房子真好。但是，在更冷的地方——长年冰雪覆盖的南北两极，想盖座房子跟北极熊或企鹅做邻居，可不是一件容易的事。

雪房子

北极地区由北冰洋以及附近的陆地和岛屿组成。举目四望，冰天雪地，要拿什么盖房子呢？人类的智慧是无穷的，早在5000多年前，迁徙到这里的因纽特人就想出了好主意——既然这里只有雪，那就用雪来盖房子！

他们把蓬松的雪挤压成砖块的形状，把雪砖一圈一圈垒起来，垒得越高，圆圈就越往里收缩，直到封顶。然后向上面泼水，水结冰后，雪砖被冻在一起，墙就不会倒塌。再挖出一个低矮的门洞，一个雪地里的“蒙古包”就搭好了。

你可能会纳闷，在雪堆成的屋子里住，难道不会更冷吗？不会！因为雪屋的构造能留住上升的暖空气，雪砖里包含的空气也能起到保温的作用——这和中空玻璃窗是一样的道理。当外面的气温低至零下40摄氏度，雪屋里的温度却能达到16摄氏度，点上一小团火，裹上毛皮大衣躺下来，美美地睡上一觉不成问题。

乘着浮冰漂流

你知道漂流瓶，那你听说过“漂流房”吗？与住在雪地里的因纽特人相比，俄罗斯人胆子更大、更奔放，干脆跟北极熊、白鲸和海豹做伴，住在了北冰洋的浮冰上！

北冰洋上的浮冰最厚的有3米，最大的有一座小镇那么大。1937年5月，苏联的伊万·帕潘宁和其他3位科学家，连同科学仪器和搭建房屋的木材、布料一起，被飞机空投到了一块大浮冰上。他们在这里建起了人类历史上第一个北冰洋浮冰漂流考察站——“北极1号”。

“北极1号”顺着海流，向西漂了2800多千米。1938年2月，苏联的破冰船来到格陵兰岛海岸，从已经融化大半的浮冰上接回了伊万等人。他们的名字载入了苏联英雄名录。

此后，苏联几乎每年都在北极的浮冰上建考察站，对北极的海流、大气进行详细研究，有了许多意义重大的发现，比如原来北极也有台风一样的气旋，以及北冰洋下蜿蜒着1800千米长的海岭……

苏格兰石头房

和北极熊相比，企鹅的人类邻居来得晚了许多。南极洲是地球上唯一没有人永久居住的陆地，因为这里实在太冷了，整块大陆都被厚达2千米的冰层覆盖，一壶开水洒出来可以瞬间冻成冰碴子。直到19世纪，才开始有人类的船只陆续驶入南极，船上载着勇敢的探险家和跟在后面的科学家们。

1903年，苏格兰的威廉·布鲁斯等人在南极建了一间气象观测站，也是南极的第一个永久基地，他们给它起名叫“奥蒙德之家”。在苏格兰乡间，石头搭建的围墙和桥梁随处可见，很明显，苏格兰人把这门祖传技术搬到了南极。住在这座苏格兰风格的石头小屋里，你别说，还真有那么点“家”的味道呢。

这座小屋完全用石头垒成，有2扇窗户，可以住6个人。石块与石块之间，都被精心挑选的更小的石块塞紧，没有使用任何胶黏物质。威廉博士当时感叹，这座石头屋可以用上一个世纪——他的预言应验了，直到现在，你在南极半岛还能见到它。威廉博士还开心地穿起苏格兰男人的传统服饰——格子裙，和企鹅来了张合影。

住在南极点

深入南极大陆，一路向南，就到了南极点。这里是地球的最南端，也是地球上最寒冷的地方，除了冰就是雪，最冷的时候低至零下80多摄氏度，一年到头刮大风。不过，连续半年的黑夜，加上干燥的空气，使得大气的透明度很高，这里也就成了地球上观测星空的最佳地点之一。环境再严酷，条件再艰苦，也阻挡不了人类来南极点看星星！

1956年，能在雪地起降的飞机降落在南极点，美国海军工程营的士兵们，带着搭建房屋的材料，开始建造著名的阿蒙森-斯科特考察站。这个名字是为了纪念最早征服南极点的两位探险家—1911年第一个抵达的罗尔德·阿蒙森，和1912年随后到来的罗伯特·斯科特。

这座位于地球最南端的考察站，先后经历了多次重建。1975年，最早的初始站已经被雪埋了，不得不放弃使用;代替它的是一座新建筑，有着很好辨认的半球状“圆顶”;1999年，考察站3.0版开始建造，这才成为我们今天看到的样子。不过由于冰川的移动，它的位置已经偏离南极点100多米了。

如今的阿蒙森-斯科特站，两层的房子建在升降梯上，把地基架高，与雪地隔开。这里有发电机供暖和照明，有温室栽培蔬菜水果。科研人员再也不用担心外面的寒风，可以安心待在温暖的考察站里，一边喝着热巧克力、吃着烤茄子，一边用炮筒般的望远镜观测星空和极光。

在要啥没啥的极地，人类照样搭起了安身之所，条件还挺舒适。在未来，我们还要去海底盖房子，去月球盖房子，去火星盖房子……面临的困难只会比现在更多。但是，只要有智慧和勇气，就没有什么可以难倒我们。

核电站护卫队

发电站绝对是一座城市的命脉，尤其是在炎炎夏日，千家万户可就靠空调过活了。所以，保护发电站的安全绝对是每个人都不会反对的事情。今天，我们就要认识一支特殊的护卫队，因为他们保护的不是一般的发电站，而是核电站！

核安全小分队登场

安全小分队是护卫队的重要组成部分。在介绍自己的本职工作前，他们强烈要求先把自己每天工作的地方夸奖一遍，那就听听他们是怎么夸的吧。

高能

核电站绝对是发电站里的“高富帅”。它是利用核反应堆中可裂变材料（核燃料）进行裂变反应所释放的能量，加热水以后发电的。简单粗暴地说，就是跟核弹爆炸一样的原理，只不过反应可控，能量的释放没有核弹爆炸那么剧烈。如此高能的发电过程，绝对甩出烧煤的发电站好几条街。

节约

一座100万千瓦的大型燃煤电站，每年需原煤300～400万吨，运这些煤需要2760列火车。同功率的压水堆核电站，一年仅消耗3%的低浓缩铀燃料28吨。

夸完核电站，核安全小分队终于该说说自己的工作了。我们知道，做任何事情，安全必须摆在第一位。核能发电的“燃料”来自于一种天然存在于地球岩石中的元素——铀，但它具有放射性，会对生物造成危害;此外，核能发电的高效正是依赖于核反应的剧烈和迅速，而失控的核反应无疑是场灾难。因此，核安全小分队必须保障核电站安全运行。

安全时刻记于心

核电站的核心设施就是核反应堆了。在反应堆内部，核燃料裂变产生热能，热能被水等其他介质吸收后，用于产生蒸汽进行发电。只有核反应堆安全运行，核电站才能安全发电。自从20世纪50年代第一代核电站建成运行，到现在已经是第四代核电站了，针对反应堆的安全措施也在不断更新。核安全小分队可以向你保证，他们天天都待着的地方，一定很安全。

反应可控：反应堆内部有复杂手段控制核反应。就算反应堆发生爆炸，跟核武器爆炸那也是两回事，因为一般反应堆中的核燃料达不到发生核弹爆炸的条件。

时刻冷却：核电站一般建在靠近江河湖海等大片水域的地方，有充足的水源为内部设施降温。

铜墙铁壁：我国的“华龙一号”核电技术，核电站在建造时采用双层安全壳，如同双保险。其外壳甚至能抵御包括飞机撞击在内的各种外部灾害，保护内壳及其内部结构不受影响。

废料处理：核反应堆使用过的核废料，会被严密封存或填埋。有的科学家甚至计划把核废料抛入太空，不会对地球造成任何威胁。

应急小分队出动

前方高能预警！虽然核安全小分队小心再小心，谨慎又谨慎，核电站依然发生了可怕的事故！核燃料泄漏，空气和地下水遭到污染！这时，就该我们的核事故应急小分队出场了！

應急小分队A组：

事故地点：日本福岛核电站

事故分析：2011年3月11日，日本地震引发海啸，切断了核电站电源，反应堆温度过高，发生熔毁事故，几百吨核燃料泄漏。

处理办法：派遣专门为此制造的机器人进入一片漆黑的反应堆废墟，克服强辐射、厚厚的混凝土墙对信号的阻挡等困难，探查反应堆内部环境。

处理效果：传回反应堆内部画面，发现了堆积在反应堆底部的核燃料。

应急小分队B组：

事故地点：苏联切尔诺贝利核电站

事故分析：1986年4月26日，一项针对核电站的安全测试出现失误，4号核反应堆内部的温度和压力瞬间骤增，直接将反应堆及周围厂房炸毁，大量的放射性物质随蒸气飘向四面八方。

处理办法：事故发生后，迅速使用上万吨混凝土建造巨厚安全罩将反应堆罩住。当它在2008年出现了塌陷和裂缝，工人们加班加点重新建造了一个新安全罩，重3.5万吨，跟一个体育馆一样大。

处理效果：当时的无人区逐渐变成了野生动物的天堂。野生老鼠逐渐适应了辐射，寿命和其他地方的老鼠也差不多;普氏野马的数量翻了一番;野猪的总数更是增加到灾难前的10到15倍。

危险的核辐射

每当事故发生以后，应急小分队就必须给大家上一堂安全教育课。在每场灾难中，我们不得不提及一个可怕的词语——核辐射。事实上，我们天天都在和“辐射”打交道。太阳光有辐射，X射线检查身体有辐射，我们常用的各种高科技电子产品也有辐射。不过，这些辐射跟核辐射比起来，简直是小巫见大巫。核辐射的强大怪力来自于放射性物质发射出的能量。在核反应中，常见的放射性物质有铀、钍和镭等，它们在发生结构变化时，会释放出很强的射线，这些射线具有很强的穿透力，能够引发生物的变异甚至死亡。所以，我们永远也不要掉以轻心！

反击无人机

先来看两条新闻：某年某月某日，M国海军的一架无人机被Y国的防空导弹击落;一个月后，M国军队反过来干扰了Y国的一架无人机，使它坠落大海。

目前，由于无人驾驶飞机体积小、造价低、方便灵活，除了民用领域，在军事上也扮演着越来越重要的角色，常用于侦察、通信和执行特殊任务等。正因为看起来“不起眼”，所以才不能小瞧了它。

因此，在无人机飞速发展的同时，对它的反击也拉开了帷幕。防空导弹自然是它的一大天敌，而美军还使用了一种轻型海上防空综合系统（LMADIS）。

它分为一辆指挥车和一辆干扰车，整个系统由空中监视雷达、小型光电/红外摄像机、射频探测系统、射频干扰器组成。当雷达和探测器发现了无人机，摄像机先确认它“是敌是友”，如果是敌人，就用干扰器对准无人机，阻止它接收来自操作员的指令。一旦失去指挥，无人机就变成了斷线风筝，只能一头栽到海里去了。

无论用导弹“力敌”还是用干扰“智取”，随着反击手段的不断丰富，未来无人机的日子，恐怕不会那么好过呢。