前景誘人的氣象能源

劉兆華

隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，目前科學(xué)家除對(duì)太陽能和風(fēng)能開發(fā)利用外，對(duì)其他氣象能源的研究也大都已取得了實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。

人造龍卷風(fēng)發(fā)電

龍卷風(fēng)的破壞力極大，這是因?yàn)辇埦盹L(fēng)含有巨大的能量。據(jù)測(cè)算，當(dāng)它的漏斗狀旋渦直徑為200米時(shí)，龍卷風(fēng)中的旋流功率可達(dá)3百兆瓦，這相當(dāng)于25個(gè)珠江電廠的發(fā)電量。

科學(xué)家根據(jù)龍卷風(fēng)形成的原理制造了一種龍卷風(fēng)模型發(fā)電機(jī)。他們將一塔形建筑四周全用條板間隔成方格小窗，朝風(fēng)的小窗開著，背風(fēng)的小窗關(guān)著，風(fēng)吹進(jìn)塔后開始旋轉(zhuǎn)，形成小龍卷風(fēng)。塔底部裝有螺旋風(fēng)動(dòng)葉輪，當(dāng)人造龍卷風(fēng)將下方的空氣吸入塔內(nèi)時(shí)，葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。這種龍卷風(fēng)發(fā)電機(jī)和裝有同樣大小葉輪的普通風(fēng)力發(fā)電機(jī)相比，功率要高出30倍。

據(jù)此，科學(xué)家提出太陽能龍卷風(fēng)發(fā)電站模式。用特殊材料制造一個(gè)個(gè)大半徑的球冠罩，球冠罩頂部中心與一個(gè)筒狀高塔相連。當(dāng)罩內(nèi)的空氣被陽光曬熱到20℃～50℃時(shí)，空氣便流向筒狀高塔，再沿高塔上升，形成人造龍卷風(fēng)，帶動(dòng)塔中的葉輪，繼而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。這種太陽能龍卷風(fēng)發(fā)電站，即使在外界無風(fēng)的時(shí)候，塔內(nèi)的氣流速度也能達(dá)到每秒60米(約為臺(tái)風(fēng)速度的兩倍)，亦即龍卷風(fēng)的風(fēng)速，而發(fā)電站的容量可達(dá)100萬千瓦。日本和美國(guó)的科學(xué)家現(xiàn)已成功地利用這種原理建成試驗(yàn)電站。據(jù)科學(xué)家預(yù)測(cè)，到2010年前后，無污染的人造龍卷風(fēng)電站必定能為人類效力。

雨霧發(fā)電

天空降雨和大地起霧都可以變?yōu)槟茉?。這一思路受啟發(fā)于當(dāng)前正在許多國(guó)家出現(xiàn)的“塑料樹”。在沙漠上“種植”許多“塑料樹”，是改造沙漠的方法之一。晚上，塑料樹冠會(huì)從空氣中吸收水分，并將水分儲(chǔ)存在空心樹干和滲入地表中。白天，樹干和地表中的水分則會(huì)蒸發(fā)形成霧和雨云，使氣溫大為降低，并促使降雨現(xiàn)象頻繁出現(xiàn)。此時(shí)，再種上花草樹木，沙漠的惡劣環(huán)境會(huì)因此而逐漸改善。

如果使塑料樹的樹冠體積增大，將它們大量“種植”在多雨多霧地區(qū)，并使它們析出的水集中由一管道流至地面，那么源源不斷的水流便可驅(qū)動(dòng)水輪機(jī)和發(fā)電機(jī)，成為中小型水電站。

大氣溫差發(fā)電

荷蘭科學(xué)家最近設(shè)想，用地球大氣層的溫差所產(chǎn)生的效果來發(fā)電。這一設(shè)想萌生于對(duì)天氣的觀察。地球表面的水由于地面溫度較高而蒸發(fā)上升，到高空時(shí)遇低溫又凝結(jié)，以雨雪形式降落到地面?？茖W(xué)家們認(rèn)為，如果能把這一過程有效控制起來，便能利用雨下降的沖力來發(fā)電。

荷蘭科學(xué)家設(shè)想在北海建立一個(gè)能源高塔，讓自然界水蒸氣變雨的這一現(xiàn)象在高塔中進(jìn)行，但用的不是水，而是更易于蒸發(fā)的氨。

經(jīng)過精確計(jì)算，塔高如果達(dá)到5000米，塔頂?shù)臏囟瓤傻椭亮阆?5℃，而北海水溫為4℃～15℃，擁有足夠的溫差，那么塔底座安裝的發(fā)電機(jī)功率可達(dá)700萬千瓦，相當(dāng)于10個(gè)普通的燃煤發(fā)電廠的發(fā)電量。

科學(xué)家說，這項(xiàng)設(shè)計(jì)在技術(shù)上是完全可行的，十幾年之后就可付諸實(shí)施。

(編輯白鳥)