美麗的“風電之花”
商用大型風力發電機組由風輪、增速齒輪箱、發電機、偏航裝置、控制系統和塔架等部件所組成,雄偉壯觀,引人注目。據說,最大的商用風力渦輪機擁有104米翼展,發電功率達0.36萬千瓦。但缺點是需要占用大量的土地,還有許多基礎設施。于是有人提出,能否以一種不顯眼的方式在離住所較近的地方利用風力來發電?
自2006年以來,荷蘭NL建筑事務所一直在探索先進的風力發電方法。“風電之花”是設計師們推出的最新設計。風力發電機可分為水平軸風力發電機和垂直軸風力發電機兩大類,前者風輪的旋轉軸與風向平行,后者風輪的旋轉軸垂直于地面或者氣流方向。在風向改變的時候,垂直軸風力發電機無需迎風。這種優勢不僅使垂直軸風力發電機結構設計簡化,而且也減少了風輪對風時的陀螺力。“風電之花”是一種裝備有多個垂直軸風力渦輪機的樹形結構,它分為兩種:一種裝有3個垂直軸風力渦輪機;另一種裝有12個垂直軸風力渦輪機,根據發電的實際需要而定。
“風電之花”設計美觀大方,造型逼真有趣,不需要直接迎風,而且需要的空間更少,可以輕而易舉地安裝在住所的后院。通過把風能轉化換可用于分布式發電的形式,使風能進入普通百姓家庭,而且能和屋頂太陽能系統整合。這些幾乎無噪音的“風電之花”還可以作為藝術雕塑豎在街頭巷尾,為現代都市增添了無限的韻味。
鮮艷的風力渦輪機
時至今日,越來越多的國家和地區使用風力發電。盡管能夠生產出令人難以置信的可再生能源,但在許多人看來,風車的形象不敢恭維,總是構成一道呆板乏味、一成不變的風景。以設計和制作大量充滿活力的壁紙和豐富多彩的地毯片而聞名,被認為是圖案藝術運動創始人的德國藝術家霍斯特·格拉斯克爾,最新推出的“航空藝術”項目,不但充分肯定了風力發電對環境保護做出的杰出貢獻,而且用五顏六色來美化礙眼的白色風力渦輪機,以對其提供可再生能源的豐功偉績表示衷心祝賀。
為了融入到周圍的景觀和天空中,大多數風力渦輪機傳統上都油漆成白色、淡藍色或綠色。富有創新精神的格拉斯克爾認為有必要加以改變,于是開始在風力渦輪機的外表漆上日光型有機熒光顏料,使其鮮艷奪目,美不勝收。藝術家給風力渦輪機“披上”華麗的外套,旨在吸引人們不僅多看上幾眼,欣賞本地的風力渦輪機,而且能更深切地感受到它們對環保所做的一切。
家用風力發電“魔方”
設計師Chen Liao Hsun最近提出一種風力發電“魔方”的設想:給每個家庭房子的東南西北四面外墻上,安裝個人用的風力渦輪發電機,就可實現個人也能直接利用風能發電的夢想。
風力發電“魔方”屬于模塊化的風力發電系統,一個單元產生的功率為100瓦。根據戶主的需要,可以單個安裝,也可以把幾個單元連接起來,構成一個美麗的蜂窩狀瓷磚圖案。它作為個獨立的發電設備安裝在外墻上或屋頂上,生產的電量也能夠進入家里的能源網絡。渦輪機旋轉葉片能夠伸縮,當風力發電“魔方”被激活時,葉片可以伸出,即使風速很小,也能從中獲取能量;遇上惡劣的天氣,葉片便會縮回到墻壁支架里,以防止破損。
Chen Liao Hsun估計,一個風力發電“魔方”單元每個月可以產生21.6千瓦時的電力,相當于一個4口之家所需電能的1/15。幾個單元結合起來發電,就能大大減少電網的用電量。
雖然風力發電“魔方”目前還只是個設想,但專家認為,它對提高個人直接使用可再生能源的水平,減少化石能源消耗是個可行的辦法。
樹頂風力發電機組
從本質上說,通過風來發電,是將能量從一種介質中轉移到另一種介質。但在這種轉移中,風力發電機組必不可少的巨大鐵塔、風輪(包括尾舵)和發電機,以及由這3部分組成的總模樣很難看,有人對此厭惡。
德國建筑師沃爾夫岡·弗雷也持有這種看法,決定改變風力發電機組的形象。富有想象力的他,別出心裁地推出了一個無比奇異的設計方案:把小型風力渦輪機放置在樹頂上。弗雷首先在自己家附近的樹木中挑選了一棵道格拉斯冷杉。這種樹樹干筆直,枝葉繁茂,樹形塔狀,10年能長至5米高,株高可以達到40米,是經典的圣誕樹。然后在道格拉斯冷杉的頂部安裝了一臺風輪直徑為3.5米的風力渦輪機,可產生5~6千瓦的電能。雖然因處在樹冠層密集的特殊位置而使渦輪機的功率損耗30%,但它仍然能給包括弗雷家在內周圍房屋提供所需要的足夠能量。
微型風力渦輪機
隨著風能發電技術的推廠運用,傳統的風力渦輪機難以進入城市地區大部分消費者的住宅。香港大學和一家風電設備制造公司聯手,研究開發出一種微型風力發電技術。這種新式風力渦輪機小巧玲瓏,可供私人使用。它不像大型風力渦輪機,具有質量輕(直徑僅為25厘米)和結構緊湊的特點。
在使用之前,可以將幾臺像齒輪形狀的微型風力渦輪機連結起來,安裝于任何地方。據測試,把微型風力渦輪機安裝在1平方米的面積里,在風速為每秒5米時,年發電量可達131千瓦時。香港航海學校在20平方米內安裝了360臺微型風力渦輪機,如果效果理想,將再裝880臺。世界自然基金會也有類似的計劃,不久將在下屬的海下灣海洋自然保護區安裝微型風力渦輪機。