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现代化风帆:节能利用和经济效益

【摘要】:当主机与风帆配合使用时,每小时航速可达13海里。风帆的扬卷和方向的转变完全由微处理机指挥,综合考虑航向、风向、风力的关系,自动选择最有利的帆面受风角度,最佳利用风能。它比载重相同的普通机动船节省50%燃料,其中用风帆可节省30%燃料。有人估计,只要将全世界的货船中20%装上风帆,一年中节约的燃料价值就达30亿美元。风能已越来越广泛地受到世界各国的重视。

现在,古老的风能配之以现代新技术,正发挥出它的更大的威力。一些国家正在研制一种完全不带燃料的远洋货轮,这种新型货轮既不装内燃机,也不装蒸汽机,它完全靠两套风力涡轮装置来产生前进的动力,并以太阳能电池作为备用能源。风力涡轮有点像风车,只是没有风车那种巨大的叶片,而是用三四片铝合金复合材料制成的叶片,两端固定在垂直安放的数轴上。风力涡轮转动时,除了带动船尾螺旋桨使船前进外,多余的能量还能带动发电机发电,给船上的蓄电池充电。在无风时候,由蓄电池供电给电动机驱动螺旋桨。同时,船载太阳能电池板开始集能发电。

帆船在一些工业发达的国家里,曾一度被人遗忘,但今天它又以崭新的英姿,展现在人们的眼前。1980年,日本的风帆船“新爱德凡”号开始在沿海水域作运输航行。这是一艘新式帆船,它载重量1600吨,拥有最先进的科学技术装备,装有两面卷折式纤维增强塑料巨帆,同时装有一台带动大直径螺旋桨的1600匹马力的低速柴油机。当主机与风帆配合使用时,每小时航速可达13海里(24.076公里)。风帆的扬卷和方向的转变完全由微处理机指挥,综合考虑航向、风向、风力的关系,自动选择最有利的帆面受风角度,最佳利用风能。它比载重相同的普通机动船节省50%燃料,其中用风帆可节省30%燃料。日本又建造了两艘载重量为2100吨的风帆船,这艘船的帆面面积进一步加大,主机功率减小,除微处理机控制风帆外,还对主机所带可变螺旋桨叶的角度加以控制,以便在风速增大时,最小限度消耗燃料,还能保持原定航速,经济效益进一步提高。有人估计,只要将全世界的货船中20%装上风帆,一年中节约的燃料价值就达30亿美元。

风能是一种干净而且取之不尽的能源,但亦有它的缺点:分散、时有时无、能量密度低、有大有小等,只有因地制宜地加以利用,才能取得较好的经济效益。风能已越来越广泛地受到世界各国的重视。(www.chuimin.cn)

当太阳辐射能穿越地球大气层时,大气层约吸收2×1016瓦的能量,其中一小部分转变成空气的动能。因为热带比极带吸收较多的太阳辐射能,产生大气压力差导致空气流动而产生“风”。

风能非常巨大,理论上仅1%的风能就能满足人类能源需要。风能利用主要是将大气运动时所具有的动能转化为其他形式的能,其具体用途包括:风力发电、风帆助航、风车提水、风力致热采暖等。其中,风力发电是风能利用的最重要形式。