精选!全球范围内的能源足以满足世界需求100倍
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未来,高飞的风筝会照亮纽约的风力发电吗?卡内基研究所和加州州立大学的科学家们进行的一项新研究表明,纽约是开发高海拔风的主要地点,全球范围内的能源足以满足世界需求100倍。研究人员发现,最适合采集这种能量的地区与东部和东亚的人口中心相匹配,但风力波动仍然是大规模开发这种能源的挑战。
利用环境预测中心和能源部的28年数据,卡内基研究所全球生态系的Ken Caldeira和加州州立大学的Cristina Archer,Chico编写了有史以来第一份全球风能调查报告。大气层中的高海拔。研究人员根据“风能密度”评估了风能的潜力,其中考虑了不同海拔高度的风速和空气密度。
“高海拔地区有大量能源可供使用,”合着者Ken Caldeira说。“这些风比近地面风吹得更强劲,更稳定,但你需要起床才能获得巨大的优势。理想情况下,你想靠近喷射流,大约30,000英尺。”
喷射流是在20到50,000英尺高度的快速风的蜿蜒带,季节性变化,但在大气中是持久的特征。喷射流风通常比地面附近的风更稳定,速度快10倍,使其成为潜在的巨大且可靠的能源。已经提出了几种技术方案来收获这种能量,包括拴住的风筝式风力涡轮机,这些风力涡轮机将被放置到射流的高度。当前设计可以产生高达40兆瓦的电力并通过系绳传输到地面。
“我们发现和东部,东海岸,澳大利亚南部和非洲东北部的风力发电密度最高,”主要作者阿彻说。“这些区域的中值大于每平方米10千瓦。这在地面附近是不可想象的,即使最好的位置通常也不到每平方米一千瓦。”
分析中包括对世界五大城市:东京,纽约,圣保罗,首尔和墨西哥城的高海拔风能进行评估。“对于受到极地急流影响的城市,如东京,首尔和纽约,高海拔资源是惊人的,”阿切尔说。“纽约是任何一个城市平均高海拔风力密度最高的地方,平均风能密度高达每平方米16千瓦。”
东京和首尔的风力密度也很高,因为它们都受到东亚急流的影响。墨西哥城和圣保罗位于热带纬度地区,因此它们很少受到极地急流的影响,偶尔也会受到较弱的亚热带气流的影响。因此,他们的风力发电密度低于其他三个城市。
“虽然在这些高海拔风中有足够的力量来驱动所有现代文明,但在任何特定地点,仍有时候风不吹,”卡尔德拉说。即使在最好的区域,风也可能在大约百分之五的时间内失效。“这意味着您需要备用电源,大量储能,或甚至全球规模的电网,以确保电力可用性。因此,虽然高空风可能最终证明是主要的能源,但它需要大量基础设施。
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