北大西洋開放式海洋風電場的巨大能源潛力

根據(jù)卡內(nèi)基的安娜波斯納和肯卡爾德拉的最新研究，在開闊的海洋，特別是北大西洋，有相當大的機會產(chǎn)生風能。他們的工作由美國國家科學(xué)院院刊發(fā)表。

由于海洋上的風速平均高于陸地，因此開闊海域的風力渦輪機理論上攔截的能量是陸地上風力渦輪機的五倍以上。這為通過風力渦輪機產(chǎn)生可再生能源提供了誘人的機會。但不知道更快的海風是否真的可以轉(zhuǎn)換為增加的電量。

“風是如此之快，只是因為沒有任何東西可以減緩它們的速度嗎?將大型風力發(fā)電場放在那里只會減慢風速，以至于它不比陸地更好嗎?” 卡爾代拉問道。

大型風電場捕獲的大部分能量來自大氣層中的較高能量，并被傳輸?shù)綔u輪機可以提取這種能量的表面。其他研究估計，陸基風電場的發(fā)電量最大，并得出結(jié)論，這種最大能量提取率受能量從更快，更高的風向下移動的速率所限制。

“真正的問題是，”卡爾代拉說，“海洋上空的氣氛能夠比陸地上的大氣能夠向下移動更多的能量嗎?”

Possner和Caldeira的復(fù)雜建模工具將大型堪薩斯風電場的生產(chǎn)力與大型理論上的開放式海洋風電場進行了比較，發(fā)現(xiàn)在某些地區(qū)，海洋風電場的功率至少是陸地風電場的三倍。

特別是在北大西洋，風力渦輪機引入的阻力不會像在陸地上那樣減緩風速，Possner和Caldeira發(fā)現(xiàn)。這主要是因為大量的熱量從北大西洋流入上層大氣，特別是在冬季。美國沿海地區(qū)變暖的這種對比驅(qū)使頻繁產(chǎn)生的旋風或低壓系統(tǒng)穿過大西洋，并且非常有效地將高層大氣的能量吸引到渦輪機的高度。

“我們發(fā)現(xiàn)巨大的海洋風力發(fā)電場能夠在大部分大氣中利用風能，而陸上風電場仍然受到近地表風力資源的限制，”Possner解釋道。

然而，這種巨大的風力是非常季節(jié)性的。在冬季，北大西洋風電場可以提供足夠的能源來滿足當前文明的所有需求，在夏季，這樣的風電場只能產(chǎn)生足夠的電力來滿足歐洲或僅美國的電力需求。

開闊海域深水區(qū)的風力發(fā)電正處于商業(yè)化的初期階段。Possner和Caldeira研究所確定的巨大風力資源為開發(fā)低成本技術(shù)提供了強大動力，這些技術(shù)可以在開闊海洋環(huán)境中運行，并將這些電力傳輸?shù)娇梢允褂玫耐恋亍?/p>