【大纪元2017年10月06日讯】（大纪元记者晨曦编译报导）想像一下这个巨型风力涡轮发电机（简称风力机）：比自由女神像高出5倍多，仅转子叶片的长度就超过华盛顿纪念碑的高度。不仅如此，这个1,650英尺高的庞然大物还能够适应天气的变化，其叶片会优雅地弯曲以应对飓风强度的大风。而它却矗立在几十英里外的大海上。
听起来是不是有点像天方夜谭？但这却是佛吉尼亚大学工程学教授洛丝（Eric Loth）的大胆设想。与只有约80米（260英尺）高的普通风力机相比，“涡轮机越大能力就越强，效率也越高，这将节约能源的成本，”洛丝解释道。
在2000年时仅有少量的风力机在美国投入使用，而如今，超过52,000台风力机产出的电力占全国总电力的6%。对风能的利用正在加速增长，以至于占据了2008年来在美国修建的可再生能源设施的三分之二，而风力机技术人员也成为需求增长最快的职业之一。
但如果想要取代天然气而成为美国电力的主要来源，还需进一步降低风力机的成本。美国国家可再生能源实验室（National Renewable Energy Laboratory）估计，如果把风力机的高度从80米提升至140米，就几乎可以将全国拥有低成本、高效率的风能的陆地面积增加一倍。但洛丝的设想却远不限于此，他酝酿的风力机高500米，能够产出50兆瓦（MW）的电力，大约相当于目前最大的风力机所产出电力的7倍。
但这对风能而言，还完全是一个未知领域。
问题之一是，按照今天在山边安装风力机的方式去安装超大版本的风力机是行不通的。转子叶片会随着大风弯曲，那么就有可能打到支撑其的塔筒上。超高的风力机需要更加坚固的叶片、并且需要与塔筒保持更远的距离，这必定会增加其重量和成本。
洛丝的解决办法是，改变目前在塔筒的迎风面安装叶片的标准，将叶片安装在塔筒的下风面。这样的话，强风会使叶片向远离塔筒的方向弯曲。同时，洛丝还希望设计出能随大风灵活变化的叶片，他说：“橡树和棕榈树都很高，但在海边飓风经常关顾的地区，棕榈树能活下来，而橡树却不行。这给我们带来启发。”
他的超长涡轮转子将能够随风弯曲，而不是与强风进行对抗。结合使用诸如碳纤维的高科技材料，他所设想的如摩天楼般的叶片有希望实现。“我们也在考虑3D打印叶片的方法，以获取更多新颖的形状和几何结构，”他说。
在1970年代，美国能源部（DOE）曾经尝试将叶片安装在塔筒的下风面，而且这种风力机也正常运行过几年，但其产生的噪音却令附近居民感到不安。不过，洛丝确信应该有相应的技术来解决噪音问题。
洛丝将在明年夏天修建一个叶片安装在下风面的小风力机，并且已经从DOE获得了370万美元的资金。如果成功，他希望能募集足够的资金来建造更大的风力机，并最终使他的50MW巨型风力机投入商业运行。他估计，这将把风能利用的成本降低一半，但其过程可能要耗费10年的时间。
“尽管人们对可再生能源有兴趣，但如果这个庞然大物矗立在他们家后院里，就会使他们丧失热情了，” 洛丝说。因此，他计划将巨型风力机修建在25英里外的大海上，这样不仅免去了噪音的搅扰，而且还把风力机置于地球上最强的风力中。这样一方面会降低风力发电的成本，但另一方面，强风对风力机本身却当然会带来更大的考验。
目前，风力发电在有些区域已经足以和矿物燃料发电相抗衡，而洛丝所绘制的巨型风力发电机的蓝图能否变为现实，我们拭目以待。◇
责任编辑：朱涵儒
