創(chuàng)見(jiàn)干貨:在荒蕪的公路兩邊,我們經(jīng)常能看到很多「巨型風(fēng)車(chē)」——風(fēng)力發(fā)電機(jī),再過(guò)幾年,它們的造型可能會(huì)變成更好看的奧運(yùn)火炬。
新能源技術(shù)的發(fā)展風(fēng)生水起,尤其是在西方一些國(guó)家,幾乎處處可見(jiàn)新能源設(shè)施。當(dāng)你驅(qū)車(chē)行駛在歐美國(guó)家的高速公路上時(shí),千萬(wàn)不要再對(duì)隨處可見(jiàn)的風(fēng)力發(fā)電裝置感到驚奇,這些扇葉直徑達(dá)到 100 英尺的大家伙已不再是新鮮玩意,而且很多人漸漸覺(jué)得它們看起來(lái)不那么舒服。于是來(lái)自西班牙的科技公司 Vortex Bladeless 設(shè)計(jì)了一種新型無(wú)扇葉風(fēng)力發(fā)電機(jī),看到它,你對(duì)風(fēng)力發(fā)電的想法可能又要被顛覆了。
這種新設(shè)計(jì)叫做 Vortex,利用無(wú)葉片的風(fēng)力渦輪機(jī)發(fā)電,高高地矗立在那里直入云霄,看起來(lái)很像是一個(gè)巨大的奧運(yùn)火炬。Vortex 與傳統(tǒng)的風(fēng)力渦輪機(jī)的原理相差無(wú)幾,都是將風(fēng)能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能,進(jìn)而產(chǎn)生電能,但是兩者的實(shí)現(xiàn)方式完全不同。傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)通過(guò)螺旋槳的圓周運(yùn)動(dòng)獲取能量,而 Vortex 則利用的是一種叫做「渦度」的空氣動(dòng)力效應(yīng),該效應(yīng)可以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的渦流。
一直以來(lái)渦度都被建筑師和工程師們視為最大的敵人,他們不得不設(shè)計(jì)一些特殊結(jié)構(gòu)以減少風(fēng)所產(chǎn)生的漩渦。塔科馬海峽吊橋就是因?yàn)樵O(shè)計(jì)上的缺陷而最終導(dǎo)致倒塌。不過(guò)凡事有弊必有利,Vortex 正是利用了渦度有益的一面——在風(fēng)力足夠的情況下,渦度可以產(chǎn)生結(jié)構(gòu)上的振蕩運(yùn)動(dòng)。
同樣一件事情,設(shè)計(jì)師看到了其中的風(fēng)險(xiǎn),而 Vortex 的三個(gè)創(chuàng)始人——David Suriol、David Yáñez 和 Raul Martín——卻看到了機(jī)遇。他們?cè)囍鴮⑦@種人人避之不及的能量化為己用,于是在 2010 年設(shè)計(jì)出了 Vortex Bladeless,實(shí)現(xiàn)了對(duì)這種振動(dòng)的能量的收集。
vortex2-1024x575-sq-fengli-1.jpegVortex 類(lèi)似桅桿的形狀由計(jì)算機(jī)擬合設(shè)計(jì)得出,可以確保旋轉(zhuǎn)的風(fēng)(渦流)在機(jī)器內(nèi)部同步發(fā)生。渦流只有同時(shí)發(fā)生才能取得良好效果而不會(huì)相互抵消。目前這種細(xì)長(zhǎng)錐形原型機(jī)由玻璃纖維和碳纖維的復(fù)合材料組成,質(zhì)量的增加降低了固有頻率,因而能忍受盡可能劇烈的振動(dòng)。圓錐機(jī)身的底部是兩個(gè)互相排斥的磁鐵環(huán),其作用是作為一種不用電的馬達(dá)。當(dāng)圓錐機(jī)身向一邊擺動(dòng)時(shí),互斥的磁鐵就將其往反方向拉拽,從而實(shí)現(xiàn)在任何風(fēng)速下都可實(shí)現(xiàn)的機(jī)身運(yùn)動(dòng)。這種運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的動(dòng)能被發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化為電能,動(dòng)能與機(jī)身的振蕩頻率成正比,大大提高了能量收集的效率。
Vortex 的創(chuàng)始人表示,Vortex 沒(méi)有螺栓、沒(méi)有齒輪,也無(wú)需扇葉等機(jī)械活動(dòng)部件,這大大降低了制造和維護(hù)成本。此外,他們還制造了一款 Vortex Mini,直立高度約為 41 英尺,在理想情況下(風(fēng)速大約為 26 英里每小時(shí))可以有效利用風(fēng)能的 40%。在實(shí)地測(cè)試中,Vortex Mini 利用的風(fēng)能相比于傳統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)少了 30%,但其小巧的體積彌補(bǔ)了這一缺陷,因?yàn)橥瑯拥目臻g里可以安裝兩臺(tái) Vortex Mini。

Vortex 團(tuán)隊(duì)向人們展示了自己設(shè)計(jì)的發(fā)電機(jī)模型,優(yōu)勢(shì)還是顯而易見(jiàn)的——制造費(fèi)用更便宜,完全無(wú)噪聲,沒(méi)有會(huì)對(duì)鳥(niǎo)類(lèi)等動(dòng)物造成傷害的葉片。Vortex Bladeless 公司表示,自己的渦輪式新型風(fēng)力發(fā)電機(jī)由于不需要昂貴的葉片和支撐系統(tǒng),所以造價(jià)僅為傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的一半左右。另外,Vortex 精心設(shè)計(jì)的造型看起來(lái)很漂亮,像是蘆筍,又像是奧運(yùn)火炬,矗立在大地上顯得自然協(xié)調(diào)得多?!?br /> 該公司已經(jīng)從西班牙政府和私人資本處籌集了大約 100 萬(wàn)美元的資金,目前正在計(jì)劃去美國(guó)進(jìn)行新一輪的融資。創(chuàng)始人之一的 Suriol 對(duì)自己的產(chǎn)品充滿熱情,他每天大約會(huì)回復(fù)超過(guò) 200 封關(guān)于新型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的咨詢郵件。當(dāng)然,這項(xiàng)新技術(shù)仍有很長(zhǎng)的路要走。他們計(jì)劃在今年年底之前完成首批 9 英尺 100 瓦的渦輪機(jī),并在發(fā)展中國(guó)家率先使用。41 英尺的 Vortex Mini 也會(huì)在一年之內(nèi)完成生產(chǎn)。
在未來(lái)很長(zhǎng)的一段時(shí)間里,可能我們還會(huì)看到路邊「風(fēng)車(chē)」點(diǎn)綴的風(fēng)景。傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)有著自己的特點(diǎn),是一種偉大的機(jī)器,而 Vortex 則是要?jiǎng)?chuàng)造另一種新的偉大。