卡内基研究所和劳伦斯·利弗莫尔国家实验室的最新研究表明,世界上所有的能源需求都只能由风能满足。
风能提供的能量足以满足世界所有需求。大气涡轮机的潜力是其中的一部分,能够将更快,更稳定的高空风能转换为电能(而不是地基和海洋单位)。
卡内基研究所的最新研究调查了风力发电的实际极限。可能收获多少;这项大规模的高空风力发电会产生什么样的影响,它们本身是否会影响整个气候?这项研究由劳伦斯·利弗莫尔国家实验室的凯特·马维尔(Kate Marvel)领导,他在卡内基工作时就开始了这项研究。研究团队在计算机模型的帮助下,量化了利用地面风和大气风可能产生的电量。他们将地面风定义为陆地或海上的塔架可以利用的风(可能比目前可用的高),而高空风被认为是只有通过使用合并涡轮机的技术才能获得的风和风筝。研究中考虑的唯一因素是这些技术的地球物理局限性,没有考虑经济或技术困难。
涡轮机会产生阻力或阻力,从而消除风的动量并使风速变慢。随着风力涡轮机数量的增加,提取出的能量也随之增加。但是到某个时候,风将减慢得太多,以至于增加更多的涡轮机将不会产生更多的电力。这项研究的重点是找到能量提取最高的点。
“使用模型,该团队能够确定可以从地表风中提取超过400瓦的功率,而从整个大气中提取的风可以产生1800瓦以上的功率。”
当前的文明需要大约18 TW的电力。即使仅限于近地风,也可以产生足够的电力以产生比当前全球电力使用量多20倍的电力。当您考虑使用高海拔风力涡轮机时,仅使用风力发电就可以产生比当前全球总电力需求高100倍的功率。
有趣的是,研究人员发现,“在最大程度地提取功率的情况下,风能的采集将对气候产生重大影响。但是,只要风力涡轮机散布在少数地区而不是聚集在一个地区,以当前全球需求水平提取风能对气候的影响将很小。”
如果我们所有的能量都由风力提供,那么风力涡轮机将使表面温度变化约0.1摄氏度,并使降水量变化约1%。研究人员认为这些不会对环境造成实质性影响。
卡尔德拉说:“从全局来看,经济,技术或政治因素更有可能决定全球风力发电的增长,而不是地球物理的局限性。”
该研究刚刚于9月9日发表在《自然气候变化》杂志上。
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