正文 第12章 新時代的引擎——風能(1)(2 / 2)

風車大多修建在沿海島嶼、平原牧區、山區等多風地帶。當風吹來時,槳葉上產生的氣動力驅動風輪轉動,再通過傳動裝置帶動機械運動,人們可以利用風車來抽水灌溉、排水、碾米磨麵、粉碎飼料、加工木材等。風能密度大的地方還可以建立大型風場,直接用於發電。

風車按照結構形式和空間布置,可分為水平軸風車和垂直軸風車。以水平軸式風車為例,風車一般由風輪、機頭、機尾、回轉體、塔架組成。根據風輪葉片的數目,風車分為少葉式和多葉式兩種。少葉式有2~4個葉片,從正麵看成垂直十字形,這類風車具有轉速高、結構緊湊的特點,缺點是啟動較為困難;多葉式一般有5~24個葉片,風輪呈車輪狀,常用於年均風速較低的地區,這類風車容易啟動,利用率較高,但因轉速低,多用於直接驅動農牧業機械。

風力機的風輪與紙風車的轉動原理大致一樣,當風沿著順風的葉片經過時,則葉片的弧形麵的空氣流動速度比葉片的平直麵的空氣流動速度快,根據物理上的伯努利原理,流速大的壓強小,流速小的壓強大,風從葉片間通過時則在葉片的兩麵產生了壓強差,這樣就提供了一個動力,使得葉片開始轉動。伯努利原理在生活中的應用是很多的。比如飛機上升靠空氣對機翼的伯努利作用,離火車軌道較近的人會因為飛馳而過的火車而被吸進軌道,所以在站台要保持與軌道的距離。你可以拿兩張紙平行放置,對準中間吹口氣,看看紙會怎麼動呢?

從風力機原理我們還可以看出,隻有當風垂直地吹向風輪轉動麵時,才能得到最大的能量,由於風向多變,因此還要有一種裝置,使之在風向變化時,保證風輪跟著轉動,自動對準風向,這就是風力機機尾的作用。

雖然風能利用受到當地風能資源的限製,但設計合理、結構優良的風力機直接決定了風能的轉換效率。有人經討論分析得出,三葉片的風力機無論是轉換效率還是審美都是最佳的。的確,這也是我們見得最多的。風力機的大量運用還在與發電機結合實現風力發電上,故風力機的優化與風力發電事業的發展密不可分。

三、風能利用趣話

風能利用,自古就有,中國和荷蘭是古代利用風力最多的國家。在沒有電力沒有石油的年代,風力是“助人為樂”的重要能源。說它助人為樂,因為它不講條件,不講價錢,日夜供應,樂此不疲。磨坊用它,灌溉用它。它代替了人畜,默默勞動,毫無怨言。它隻是付出,從來不索取。它不破壞環境,卻日日夜夜哼唱著那百聽不厭的歌曲:吱吱呀呀,吱吱呀呀!……風,作為一種自然能,千百年來,一直在為人類服務。

“柳堡的故事”已被現代文明遺忘

“九九那個豔陽天呀咦唉喲,十八歲的哥哥呀坐在河邊,東風吹得風車兒轉啊,蠶豆花兒香啊麥苗兒鮮。”《柳堡的故事》把美的享受帶給觀眾,優美的景色與悅耳的音樂完美結合,將蘇北水鄉恬靜如畫的景色展現得淋漓盡致。影片開始時,江南的小橋流水、綠色的田地、轉動的風車、動人的音樂,將觀眾帶入一個和平、寧靜、溫馨的環境,預示一個愛情故事即將發生,那首《九九豔陽天》將這種妙不可言的美麗推向極致,從而產生動人心魄的藝術魅力。

電影中,每當出現“東風吹得風車兒轉啊……”時,遠處的河岸就會出現一座與眾不同的風車,直立著五六片老舊的風帆,慢慢地但不停地圍繞著立軸旋轉。據說,這種立軸式風車,是我國勞動人民的發明。它無須高高的塔樓,無須傳動機構,風帆可升可降,與水車連接可車水,與石磨連接可磨麵。它靈活機動,省工省料,不用電,不用油,無噪音,無汙染,深受廣大農民的歡迎。

曾幾何時,現代文明開始在城市發展,工業經濟的神經和血管逐步向農村滲透。電力取代風力,水泵取代風車。《柳堡的故事》中綠色的田園、小橋流水,一去不複返,也許會慢慢地被人遺忘。唯有那中國特點的立式風帆風車,在可再生能源發展的浪潮中得以重生,煥發出新的風采,以全新的麵貌為人類節能減排服務。

近年來,我國學者對立軸式風車進行研究開發。利用它省時省料的特點,開發出可在城市屋頂上安裝使用的小型立軸式風力發電機。該發電機小巧靈活,可在微弱風力下快速旋轉發電,從而引起人們關注。

20世紀80年代初,為了支持風能發電事業,中國科學院從德國引進10台風力發電機,無償提供浙江寧波嵊泗島,希望作為示範工程。風機安裝完,試運行成功,效果良好。沒想到的是,事後該風力發電站負責人竟到中科院索要運轉費用,聲稱不給費用就停止運行。中科院是科研單位,沒有運轉費。風機果然停運,成了一堆廢鐵。

由於對新技術缺乏敏感性,失去了一次新興產業換代機會。2005年,浙江花巨資引進技術,建立大型風電裝備企業。