2016-09-29 15:46
Sydney编译
继核能之后,日本科学家清水厚期望通过利用台风解决日本能源紧缺的问题。
从1951年至今,日本平均每年遭受3次台风袭击,66年的时间里只有4年没有遭受台风袭击。基于此,日本科学家清水厚(Atsushi Shimizu)有了利用台风能量为日本发电的想法。
从图上可见1951年以来每年日本经历的台风次数
清水厚认为:“通常人们认为台风就是个灾难。”
然而,在清水厚看来,台风这个大自然暴脾气的产物可以解决日本清洁能源紧缺的问题。
于是,清水厚发明了世界上第一款台风涡轮机。设计这款强悍的鸡蛋搅拌器模样的台风发电机,不仅是想抵御台风的威力,而且还希望利用台风的能量产生可用电。
清水厚教授和他的台风涡轮机模型
根据大西洋海洋与气象实验室(AOML)的数据,一个成熟的台风产生的动能约等于全世界一半的发电量。
本来预计2100年前,核能使用比例能够占到日本一次能源的60%。但是,2011年3月日本福岛核电站发生事故之后,日本就不这么想了。
2011年3月日本福岛核电站事故
日本毁灭性的地震和海啸,不仅导致日本1.9万人去世,还导致发生了3次核灾难,因此核为日本贡献能源的计划泡汤了。
如今,日本全国84%的能源依靠进口,由于日本逐渐降低对核能的依赖性,许多核反应堆都处于休眠状态。
日本核电厂分布示意图
清水厚教授对此解释到,几十年来日本引进的是专为欧洲设计的涡轮机,根本不是为台风区设计的。此外,在引进后也没结合日本实际安装,因此这些欧式涡轮机基本全毁了。
因此,太阳能成为日本政府关注的焦点,而且太阳能电池板在日本的城市住宅也是非常普遍的现象。
日本住宅顶的太阳能电子板
但是,清水厚教授认为从能源角度,日本拥有的风能远多于太阳能,只是风能没有好好利用罢了。
比如,2016年截至目前日本就经历了6次台风。
清水厚教授坚信日本可以成为风能大国。
他在2013年离开原来的工作,组建了一家名为“挑战能源”的绿色能源公司,而且还获得了用于研发一款不被台风摧毁的台风涡轮机的资金支持。
“挑战能源”公司宣传图:台风发电
清水厚和他的团队们针对传统的台风涡轮机进行了两处重要的改造。
首先,他们设计了一款可以全方位抵御各类台风的垂直轴。
然后,他们借鉴了“马格努斯效应”,利用引起旋转物体偏离直线的侧向力。
通过“马格努斯效应”,清水厚的团队们就可以将涡轮机的叶片控制在更高的水平。通过收紧中心杆,工程师们可以调整刀片的速度,以确保他们不会在台风中失去控制。
2015年7月,清水厚的团队在模拟台风的情况下实现了30%的发电效率。
今年7月,第一台台风涡轮机在冲绳岛正式投入使用。因此,“挑战能源”的所有团队需要在真实的台风环境下去检测涡轮机的发电效果。
清水厚团队设计的台风发电机
清水厚表示:“我希望可以将我们的风能发电机安装在新的国家体育馆”,这是为2020年东京奥运会正在建设的体育馆。“或者安装在东京塔,因为2015年气候峰会的时候,埃菲尔铁塔也安装了风能发电机”。对于清水厚而言,台风发电机是他欠国家的一个贡献。
“我们这一代已经体会到了核能带给我们的好处,正是因为核能我们没有经历一次停电事故。”
“如今,我们有责任改变未来。”清水厚如此表示。