氣象是個寶——造福

任何事物都帶有兩麵性。事情過了頭,也就走向了反麵。氣象也是這樣,雖然人們對氣象災害深惡痛絕,但是人們又不得不承認:現實生活與氣象條件的關係太密切了。不知道你是否相信,氣象還可以為人類造福呢!

用不盡的氣象資源

隨著大氣汙染的加重,全球二氧化碳排放量的增加,人們對目前使用最普遍、占有比例最大的煤、石油等不可再生資源,喪失了部分信心。在當前還沒有解決完全消除汙染的技術前題下,一種可再生的、清潔的新資源重新被人們所注意,這就是氣象資源。氣象資源已經投入運用的有風能、太陽能等,水能、熱能也可以包括在裏麵。此外,還有如雷電的運用也在研究中。

古老而又新穎的風能

風能說它古老,是因為在很久以前人們就已經認識到了它的價值,並對它進行了開發利用;談它新穎,是說古老的風能到今天又煥發出新的活力,新的運用方式大幅度地開展起來。

風能,從根本上說,它是太陽能轉化後的一種形式。全球風能總量大約有3.6×1015瓦,而在大氣邊界層以下可以利用的風能約有1.3×1015瓦。這就表明,風能一年可以提供1.1×1016度的電力總量。而這個數字卻是世界消耗總能量的三千多倍,這可真是一個驚人的數字。

風能利用的曆史比較久。我國古代人民很早就利用它來驅動帆船。據《物原》記載:“燧人以瓠濟水,伏羲始乘桴,軒轅作舟楫,……夏禹作舵加以篷帆檣。”可以說,有人把夏禹作為帆的創始人,由此推出風能使用有三千多年的曆史,是很有見地的。我國勞動人民還製造了水平風車,如明代宋應星的《天工開物》說:“揚郡以風帆數扇,俟風轉車,風息則止。”就是例證。明朝的方以智在《物理小識》中描寫了風帆灌田的事實:“有風帆六幅,車水灌田,淮揚海填皆為之。”至於用風力加工糧食,有人據《水車行》的記載內容:“零陵水車風作輪,緣江夜響盤空雲,輪盤團團經三丈,水聲卻在風輪上,……”表明水車使用的時間很長,也不為過。

其實,明朝航海家鄭和下西洋,他率領的船隊就使用了大風帆,這是有目共睹的事實。另外,公元七世紀時,我國還建有一種“走馬燈”式風車,它使用垂直軸風輪。此風車不受風向改變的影響,風輪總是朝一個方向轉。

有人考證說,在清代中葉周慶著《鹽法通誌》上就有關於它的筆錄。

但這並不表明國外利用風能比我國要遜色。約在幾千年前,埃及人就利用風帆來劃槳、磨穀、提水;波斯人在公元700年前還用過風車碾米。公元1185年,英國的約克郡製造出西歐第一台風車。此後到14世紀時,荷蘭人開始利用風車來排水和灌溉。18世紀,荷蘭使用的風車達到近萬座。19世紀中期,美國用於提水灌溉的風車約有600萬台。用風力發電是本世紀以來的事。1910年丹麥人成功地建造了世界上第一座風力發電站。這樣一來,人類利用風力又創下了新的紀錄。

風能的使用後來一度沉寂,主要是因為使用煤、石油的蒸汽機、發動機占了很大的優勢。但從20世紀70年代開始,由於“能源危機”的爆發和汙染問題加重,這使人們把目光重新投向了風能。

現代風能的最大利用是發電。起初國外使用的是臥車風力發電機,發電功率不過100千瓦。美國在1945年3月還建有一個輸出功率為1200瓦的大型風力發電機,但運行時間不長。現在美國風力發電的電量隻占總發電量的0.1%,在加利福尼亞州有五個風力發電基地為近100萬個家庭提供用電;在這之中的一個電廠竟有2400台風力機,總裝機容量為24萬千瓦。歐洲、美國風力機單機容量以300千瓦以上為多。世界上最大的風力發電機裝機容量為7.2兆瓦。

我國的地麵風能總量可以利用的約有1.6×1011瓦,主要分布在東南沿海、內蒙古以北,以及西北地區。

我國在20世紀50年代研製過風力提水機和風力發電機。60年代時,一批風力提水機得以生產。80年代時,我國在一些地區推廣了500瓦以下各種型號的小型風力發電機,它能夠用於照明、各種家用電器的使用。到1985年時,我國從丹麥引進了55千瓦的風力發電機,在山東某地進行了安裝,風力發電開始轉向生產。此後,從荷蘭、美國、德國等地,100千瓦、150千瓦、200千瓦等各種機型也被引進我國。

我國從1992年開始安裝自己研製的55千瓦風力發電機。國產最大的200千瓦風力發電機也在1991年並網發電。這些都表明我國的風力發電發展迅速。1994年、1995年我國還承辦了幾次關於風力發電的國際會議,相信我國風力發電前景是美好的。

需要補充的是,設置風力電廠也屬於風力發電的範疇。風力電廠是風力發電的高級形式。在風力資源豐富的原野、荒坡上,安裝成片成片的風力發電機,並網運行,由微機統一管理,向電網輸送強大的電力,這顯然是一種綜合風力發電的新舉措。