德國至2014年底已經(jīng)安裝的風(fēng)力發(fā)電機裝機容量合計38兆瓦。德聯(lián)邦環(huán)保局希望能以此達到1200兆瓦的額定功率,供應(yīng)14%的德國區(qū)域。這相當(dāng)于每平米23瓦的裝機容量可發(fā)電6.7瓦。但事實證明該估算太過樂觀。德國馬普生物地理化學(xué)研究所與美國的合作研究近期發(fā)現(xiàn),盡管美國堪薩斯州風(fēng)力資源豐富,裝機容量為德國的近一半,但目前每平米約2.7瓦的裝機容量僅可發(fā)電0.013瓦。據(jù)測算該區(qū)域最多也只能獲得1.1瓦/平方米的風(fēng)電轉(zhuǎn)化率。研究人員認(rèn)為,理論上的輸出效率應(yīng)該是目前的50倍。原因是風(fēng)電渦輪機會減弱風(fēng)力,轉(zhuǎn)化效率并不隨著裝機容量的增加而增高。該現(xiàn)象非常普遍,在高密度的大型風(fēng)電場更突出,且地區(qū)間差異不大。 馬普生物地理化學(xué)研究所項目負(fù)責(zé)人解釋了限制風(fēng)電轉(zhuǎn)化的原理:大氣將風(fēng)驅(qū)動至渦輪機表面時傳送的能量是極少的。渦輪機取走的能量越多,風(fēng)就變得越緩慢。如果風(fēng)電場中裝機容量沒有超限,從周圍環(huán)境中獲取的能量就能得到補充。裝機容量越高,風(fēng)電場的總效能就越低。因此,與通常單個安裝的風(fēng)力發(fā)電機相比,一臺大型風(fēng)電場的渦輪機產(chǎn)生的能源顯著減少。這種減緩效應(yīng)大大限制了德國和其他地區(qū)風(fēng)能利用的潛力。影響的實際程度還取決于各地風(fēng)力資源的情況。研究人員目前正在調(diào)查德國的風(fēng)電潛能。但近7瓦/平方米的風(fēng)電轉(zhuǎn)化效率幾乎是不可能的。因此,當(dāng)前的風(fēng)力發(fā)電量顯著低于太陽能。后者效率最高能達每平方米20瓦。同時,太陽能裝置不存在減緩效應(yīng)。
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