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为什么风电场要建到海上去?

风力发电取自自然,又不产生污染物,因此是一种绿色能源。不过,大规模的风力发电系统会发出一定的噪声,高大的塔架对电视信号也会产生干扰,并影响到城市建设规划。因此,建造风力发电系统不但要选在风力强而持续的地方,而且需远离城市居民区,例如在山地的山口,或者宽阔的海边。

近年来,海上风力发电得到了很大的发展。在海上实施风力发电与在陆地上相比,有不少有利之处:海上没有山丘和建筑物等的阻挡,海水对风的摩擦阻力也明显小于陆地对风的摩擦阻力,所以海上风力明显大于陆地。因此,海上风能输出比陆地高出50%左右。此外,海上风力发电机安装简便,一台海上风力发电机只需要300~400吨专用吊机进行安装,而在陆地上则要建造一条专用施工道路。

建造海上风力发电场虽然不用修路,却需要给风力发电机打造一个稳固的基础。对于浅海风电场,可以像造桥似的把风机的混凝土基础沉入海底。而在深海处就只能用漂浮的空心混凝土作为风机的基础,再用绳索和锚把空心混凝土基础稳定住。

海上风力发电设施除了需要建造稳固的基础外,还需要铺设海底电缆,以便把海上风力发电机发出的电能输送到岸上,与陆地的电网连接。

【试一试】观察电风扇的运转

找一台废旧的小电风扇,拆卸后观察风扇的叶片、轴、电动机、支架等部件的结构及其相互连接情况。然后再装配复原。通过分析电风扇运转的“逆向”过程,理解风力发电机的结构和原理,并思考电风扇和风力发电机的异同处。

【知识点】风能储存

风力时大时小,风向变化多端。对于风能利用来说,为了缓解风力不稳定的矛盾,可以采取将风能储蓄起来的办法,也就是在有风时,将风力的能量转变成其他能量形式保存起来,等到无风或少风时再取出来用。储存风能的方式有很多,如压气储能、蓄电池储能和制氢储能等。

【发散思维】风力发电对环境是否有影响?