風(fēng)能也是太陽(yáng)能
風(fēng)能也是一種太陽(yáng)能，來(lái)自地球大氣層的受熱不均。地球圍繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)，地球表面的不同部位，吸收太陽(yáng)光熱數(shù)量不同，方式也不同。比如太陽(yáng)直接照射的高山，就和被高山遮蔽的峽谷不同；海洋又和陸地不同——空氣不存熱，水卻能存熱；陽(yáng)光從大氣層穿過(guò)，上面不受熱，下面卻因地面的反射而受熱……。所有這些，都造成冷熱不均，受熱密度不同，壓強(qiáng)也不同。冷熱空氣之間相互流動(dòng)，就產(chǎn)生了風(fēng)。地球表面空氣大規(guī)模流動(dòng)的路徑，又受到地球自轉(zhuǎn)的影響。風(fēng)有大有小，有局部性的，也有大范圍刮的。
和水電、潮夕發(fā)電所在的場(chǎng)所一樣，風(fēng)場(chǎng)也靠自然形成。人們可以決定是否利用風(fēng)能發(fā)電，卻不可以在不是風(fēng)場(chǎng)的地方發(fā)電。要開始風(fēng)能發(fā)電，首先要選擇最適合發(fā)電的風(fēng)場(chǎng)。
風(fēng)是一種三維現(xiàn)象，它同地面高度直接相關(guān)。人們知道，山口風(fēng)力大。如今高層建筑多了，城里人就知道，高層建筑腳下風(fēng)力最大，夏天去納涼最舒服，冬天卻要盡量躲開風(fēng)口。而越是在高處，氣流越穩(wěn)定，風(fēng)就越暢行無(wú)阻，所以商業(yè)性的風(fēng)輪機(jī)總是高懸半空。1997年我去丹麥講學(xué)，一出機(jī)場(chǎng)就看到空地上風(fēng)車密布，蔚為壯觀。
但風(fēng)輪機(jī)再好，沒(méi)有風(fēng)也轉(zhuǎn)不了?？善傆行┤兆記](méi)風(fēng)，因?yàn)轱L(fēng)本身就是間歇性的，不可能為你發(fā)電而刮個(gè)沒(méi)完沒(méi)了，所以我們?cè)诤？诿捞m機(jī)場(chǎng)附近的路燈上，既有風(fēng)輪又有光伏電板，風(fēng)光結(jié)合才能持續(xù)發(fā)電。對(duì)于風(fēng)電來(lái)說(shuō)，時(shí)間就是一切，只能既產(chǎn)既用，無(wú)法儲(chǔ)存以備將來(lái)之用。在不需要時(shí)發(fā)出的風(fēng)電，毫無(wú)經(jīng)濟(jì)價(jià)值。評(píng)價(jià)風(fēng)場(chǎng)的潛在價(jià)值，首先需要相關(guān)的風(fēng)力數(shù)據(jù)。風(fēng)輪機(jī)的價(jià)值通常在它們最大出力的20－40%之間，具體情況依風(fēng)場(chǎng)的不同而變化。出力最大的風(fēng)輪機(jī)，品牌當(dāng)然最響。
所以研究風(fēng)能發(fā)電，必須牢牢抓住風(fēng)力、地形和環(huán)境三個(gè)變量。人們通常喜歡在高山頂上，在地勢(shì)平坦、風(fēng)向單一的開闊地，以及兼有二者特征的海邊建設(shè)風(fēng)電場(chǎng)。這對(duì)四面環(huán)海的海南島，當(dāng)然利好。
風(fēng)電場(chǎng)需要大片土地，好在風(fēng)輪機(jī)高懸在半空，體積雖大，對(duì)農(nóng)民耕作直接影響并不大，從風(fēng)電商那里獲得的補(bǔ)償，肯定大大超過(guò)土地實(shí)際占用的損失。實(shí)際上風(fēng)電商極大地增加了土地的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出，又同農(nóng)民共享土地資源，雙方互利互惠。農(nóng)民能否得到這筆財(cái)，運(yùn)并不取決于自己，而取決于他們那塊地，是不是具有開發(fā)價(jià)值的風(fēng)電場(chǎng)。所以專家們總說(shuō)，好的風(fēng)電場(chǎng)，就像油田和礦山一樣寶貴。
有些朋友問(wèn)，可否把風(fēng)輪機(jī)安裝在居民小區(qū)，讓大家都來(lái)沾沾光？這不行，因?yàn)榈谝弧o(wú)論是建筑還是樹木，都會(huì)影響風(fēng)力流動(dòng)，風(fēng)電場(chǎng)必須遠(yuǎn)離居民小區(qū)；第二、風(fēng)輪機(jī)噪聲討厭，不要說(shuō)人受不了，連鳥都受不了，所以居民小區(qū)也必須遠(yuǎn)離風(fēng)電場(chǎng)。
風(fēng)電場(chǎng)可以建在大海上，世界上已經(jīng)有好幾個(gè)國(guó)家在修建離岸風(fēng)電場(chǎng)，但海上發(fā)電成本高，除非萬(wàn)不得已，沒(méi)人用得起。最聰明的辦法，是修建在人煙稀少、風(fēng)力充足的大海邊，類似海南西部沿海。目前那里的風(fēng)車最為密集，未來(lái)的“西部工業(yè)走廊”，剛好設(shè)在那里。
風(fēng)能的歷史
人類利用風(fēng)能的歷史漫長(zhǎng)，可以追溯到文化黎明時(shí)期。一直到蒸汽機(jī)出現(xiàn)之前，風(fēng)力一直是人類能掌控的最強(qiáng)勁動(dòng)力。我們的祖先，很早就會(huì)了利用風(fēng)力擔(dān)水，灌溉、磨面、舂米，用帆借助風(fēng)力行船，乘風(fēng)破浪。宋代是中國(guó)利用風(fēng)車的全盛時(shí)代，從那時(shí)起，垂直軸的風(fēng)車一直沿用至今。而在國(guó)外，波斯人早在公元前2世紀(jì)就利用垂直風(fēng)車碾米，10世紀(jì)穆斯林用風(fēng)車提水，11世紀(jì)風(fēng)車在中東已經(jīng)獲得廣泛應(yīng)用。13世紀(jì)風(fēng)車傳到歐洲，14世紀(jì)已經(jīng)成為歐洲不可缺少的動(dòng)力來(lái)源，用風(fēng)車汲水、榨油、鋸木。
在中國(guó)文明、中東文明和歐洲文明中，風(fēng)車運(yùn)用之廣泛，風(fēng)能技術(shù)發(fā)展之緩慢，似乎大同小異。但至少在航海方面，歐洲文明對(duì)風(fēng)力的利用更加充分。西方人的“地理大發(fā)現(xiàn)”，就是靠木帆船實(shí)現(xiàn)的。風(fēng)帆重重疊疊，高聳入云?？上о嵑拖挛餮笾螅话鸦饘⑴灤瑹藗€(gè)精光，使我們無(wú)法確知當(dāng)年的中國(guó)艦隊(duì)，使用的風(fēng)帆到底也是多層，還是一帆到頂？倘若果真如此，那就神了。
蒸汽機(jī)的發(fā)明，使輪船代替了帆船，風(fēng)車只殘留于農(nóng)村。第一次鴉片戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)，英國(guó)侵略者使用的還是木帆船，但到了甲午海戰(zhàn)時(shí)，交戰(zhàn)雙方已經(jīng)改用燒煤的輪船。從那時(shí)起，化石能源成為海運(yùn)主打動(dòng)力。第一次世界大戰(zhàn)期間，交戰(zhàn)各國(guó)的輪船又陸續(xù)以石油取代煤炭。它標(biāo)志著廉價(jià)石油時(shí)代的到來(lái)。60多年后世界爆發(fā)第一次石油危機(jī)，人們和注意力才重新回到風(fēng)能，時(shí)間已經(jīng)過(guò)去了一百多年。這個(gè)興衰輪回的故事，與其它可再生新能源大同小異。
美國(guó)作為世界最大石油進(jìn)口國(guó)，率先作出反應(yīng)，聯(lián)邦政府在1974年立即實(shí)行全國(guó)風(fēng)能計(jì)劃，努力降低造價(jià)，重點(diǎn)開發(fā)了為農(nóng)用和其它用途的多種風(fēng)力機(jī)。目前已經(jīng)成為世界上風(fēng)力機(jī)裝機(jī)容量最多的國(guó)家，每年繼續(xù)以10%的速度增長(zhǎng)。最令我們海南人感興趣的是，夏威夷建成了世界上最大的新型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，風(fēng)力機(jī)葉片直徑達(dá)97.5%，重144噸。風(fēng)力發(fā)電早在1990年，就已達(dá)到美國(guó)發(fā)電總量的1%。
北歐和西歐各國(guó)、還有西班牙和日本，也分別制定了各自的風(fēng)力發(fā)電計(jì)劃。德國(guó)跨世紀(jì)時(shí)，風(fēng)力發(fā)電量已經(jīng)達(dá)到全國(guó)發(fā)電總量的8%，英國(guó)1990年風(fēng)力發(fā)電已占發(fā)電總量的2%。丹麥2005年風(fēng)力發(fā)電量占總發(fā)電量的10%。德國(guó)的技術(shù)最先進(jìn)，風(fēng)電容量占全球28%，風(fēng)電設(shè)備生產(chǎn)總額占全球市場(chǎng)37%。
我國(guó)風(fēng)力資源豐富，特別是在東北、華北、西北和東南沿海地區(qū)。沿海島嶼又是東南地區(qū)風(fēng)力資源密集之地。直到上世紀(jì)50年代末，各地農(nóng)村還在使用各種木結(jié)構(gòu)的布篷式風(fēng)車，到60年代中期還主要靠風(fēng)力提水。受世界石油危機(jī)的啟發(fā)，70年代中期將風(fēng)力發(fā)電列入國(guó)家重點(diǎn)項(xiàng)目，80年代開始從丹麥、比利時(shí)、瑞典、美國(guó)和德國(guó)一批中、大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。如今自主研制出100多種不同型號(hào)、不同容量的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，形成了完整的風(fēng)力產(chǎn)業(yè)。
近年來(lái)，我國(guó)風(fēng)力發(fā)電全速前進(jìn)，年均增幅30%左右，成為世界最快。“十二五”期間集中與分散并舉，海上風(fēng)電發(fā)展將后來(lái)居上。
