海風(fēng)吹來的電能

海風(fēng)吹來的電能

我國海岸線漫長，海上風(fēng)能資源豐富，近海風(fēng)能可供開發(fā)資源達(dá)到5億千瓦。這份來自大自然的饋贈沒人能拒絕。大風(fēng)車，建起來！

海上風(fēng)力哪里強(qiáng)

想用海風(fēng)發(fā)電，自然希望風(fēng)越大越好。2010年，國家氣候中心模擬給出了中國近海70m高度風(fēng)能資源分布。在各個海域中，以臺灣海峽的風(fēng)能資源最為豐富，其次是浙江沿海、廣東東部沿海和渤海遼東灣。因此，我國的海上風(fēng)電項目在這一帶較為集中，比如江蘇如東潮間帶試驗風(fēng)電場、上海東海大橋海上風(fēng)電場等。

風(fēng)機(jī)小檔案

姓名：海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)

昵稱：定海神針、海王三叉戟

身高：普遍在100米到150米之間。

臂長：單個葉片60米到80米不等，三臂張開能“抱住”兩架波音747。

特長：在不出現(xiàn)故障的情況下，可以連續(xù)轉(zhuǎn)圈20年不頭暈。

技能：每天為300萬戶家庭提供電力。

優(yōu)點：發(fā)電效率高（比陸地風(fēng)機(jī)增加70%發(fā)電量）、不占地、不擾民、清潔環(huán)保。

缺點：嬌氣（海風(fēng)濕潤且含鹽，很容易腐蝕風(fēng)機(jī)的鋼鐵架構(gòu)）、造價高昂。

喜歡：風(fēng)速平穩(wěn)的風(fēng)，不超過30m/s的臺風(fēng)（此時可以利用臺風(fēng)達(dá)到滿發(fā)狀態(tài)）。

討厭：海霧（低能見度致使維修船只無法航行）、鹽霧（導(dǎo)致電氣設(shè)備故障）、海冰（在運動時撞擊海上機(jī)組），超過30m/s的臺風(fēng)（風(fēng)機(jī)會逐漸停止轉(zhuǎn)動，直至臺風(fēng)離開）。

愿望：發(fā)更多的電，能和海洋里的各種居民和諧共處。

最強(qiáng)葉片煉成記

遠(yuǎn)遠(yuǎn)望去，風(fēng)機(jī)葉片轉(zhuǎn)動得并不快，但其實一滴雨打在葉片上的效果，相當(dāng)于一顆高速飛行的子彈襲來。想得到經(jīng)得起風(fēng)雨洗禮的最強(qiáng)葉片，選材就不能馬虎。相比以前使用的玻璃纖維，新材料碳纖維既輕巧又結(jié)實。尤其是在葉片高速運轉(zhuǎn)的情況下，即便機(jī)箱內(nèi)溫度過高起火，碳纖維也不會發(fā)生斷裂造成二次事故。

八爪螃蟹

有了優(yōu)質(zhì)的組裝材料，如何才能把這根“定海神針”立在海面上呢？不同于歐洲海岸的沙土海床，我國首個海上風(fēng)電項目——東海大橋海上風(fēng)場在建設(shè)時，就遇到了海床細(xì)軟的問題，就像要在豆腐里插筷子。設(shè)計團(tuán)隊激烈討論了一個月，一個天才般的想法脫穎而出：先用8根90米長的鋼筒傾斜著打入海床，然后在上面用鋼筋混凝土做一個穩(wěn)固承臺，“螃蟹”的八只爪穿過淤泥層、黏土層和細(xì)沙層，讓600噸重的風(fēng)機(jī)牢牢扎根在海洋之中。這種高樁承臺基礎(chǔ)可是我們獨創(chuàng)的！

海上風(fēng)電奇兵

安裝好的海上風(fēng)機(jī)開始工作了，雖說它自身質(zhì)量過硬，但是我們也不能完全“放養(yǎng)”，定期維護(hù)是必不可少的。想要成為風(fēng)電維護(hù)奇兵，先看看自己是否滿足這些基本條件：（1）不暈船;（2）不恐高;（3）體力好。如今海上風(fēng)機(jī)已經(jīng)逐漸向遠(yuǎn)海岸線區(qū)域發(fā)展，去往離岸40千米的風(fēng)機(jī)單程就需要3小時航程;風(fēng)機(jī)塔筒高度基本在百米以上，攀爬塔架的過程可千萬不能腿軟。而且，“登門拜訪”沒有空著手的道理，15千克的安全設(shè)備加上30千克的維修設(shè)備，壯士請背好了。

聽聲辨“錯”的高手

既然實地維護(hù)風(fēng)機(jī)一趟不容易，能足不出戶地掌握信息是最好的。比如，有工程師在風(fēng)機(jī)葉片上裝了收音的麥克風(fēng)，每片葉片轉(zhuǎn)動時的聲音，都能被軟件轉(zhuǎn)化成精準(zhǔn)的音頻數(shù)據(jù)，通過人工智能的學(xué)習(xí)比對，很快就可以發(fā)現(xiàn)故障。

從十年前的白手起家，到如今巨型風(fēng)機(jī)已經(jīng)成為我國再尋常不過的景觀。今天，中國風(fēng)電裝機(jī)容量超過1.8億千瓦，是世界第一風(fēng)電大國，風(fēng)電成為僅次于火電和水電的國家第三大主力電源。當(dāng)然，中國風(fēng)電建設(shè)者的雄心不止于此，沿著東南沿海的海岸線，一個新的風(fēng)電世界正等待著工程師們大顯身手。

在極地蓋房子

冬天到了，住在自家溫暖的小屋里，開著暖氣或空調(diào)，聽著外面寒風(fēng)呼嘯，這時你一定會慶幸，有房子真好。但是，在更冷的地方——長年冰雪覆蓋的南北兩極，想蓋座房子跟北極熊或企鵝做鄰居，可不是一件容易的事。

雪房子

北極地區(qū)由北冰洋以及附近的陸地和島嶼組成。舉目四望，冰天雪地，要拿什么蓋房子呢？人類的智慧是無窮的，早在5000多年前，遷徙到這里的因紐特人就想出了好主意——既然這里只有雪，那就用雪來蓋房子！

他們把蓬松的雪擠壓成磚塊的形狀，把雪磚一圈一圈壘起來，壘得越高，圓圈就越往里收縮，直到封頂。然后向上面潑水，水結(jié)冰后，雪磚被凍在一起，墻就不會倒塌。再挖出一個低矮的門洞，一個雪地里的“蒙古包”就搭好了。

你可能會納悶，在雪堆成的屋子里住，難道不會更冷嗎？不會！因為雪屋的構(gòu)造能留住上升的暖空氣，雪磚里包含的空氣也能起到保溫的作用——這和中空玻璃窗是一樣的道理。當(dāng)外面的氣溫低至零下40攝氏度，雪屋里的溫度卻能達(dá)到16攝氏度，點上一小團(tuán)火，裹上毛皮大衣躺下來，美美地睡上一覺不成問題。

乘著浮冰漂流

你知道漂流瓶，那你聽說過“漂流房”嗎？與住在雪地里的因紐特人相比，俄羅斯人膽子更大、更奔放，干脆跟北極熊、白鯨和海豹做伴，住在了北冰洋的浮冰上！

北冰洋上的浮冰最厚的有3米，最大的有一座小鎮(zhèn)那么大。1937年5月，蘇聯(lián)的伊萬·帕潘寧和其他3位科學(xué)家，連同科學(xué)儀器和搭建房屋的木材、布料一起，被飛機(jī)空投到了一塊大浮冰上。他們在這里建起了人類歷史上第一個北冰洋浮冰漂流考察站——“北極1號”。

“北極1號”順著海流，向西漂了2800多千米。1938年2月，蘇聯(lián)的破冰船來到格陵蘭島海岸，從已經(jīng)融化大半的浮冰上接回了伊萬等人。他們的名字載入了蘇聯(lián)英雄名錄。

此后，蘇聯(lián)幾乎每年都在北極的浮冰上建考察站，對北極的海流、大氣進(jìn)行詳細(xì)研究，有了許多意義重大的發(fā)現(xiàn)，比如原來北極也有臺風(fēng)一樣的氣旋，以及北冰洋下蜿蜒著1800千米長的海嶺……

蘇格蘭石頭房

和北極熊相比，企鵝的人類鄰居來得晚了許多。南極洲是地球上唯一沒有人永久居住的陸地，因為這里實在太冷了，整塊大陸都被厚達(dá)2千米的冰層覆蓋，一壺開水灑出來可以瞬間凍成冰碴子。直到19世紀(jì)，才開始有人類的船只陸續(xù)駛?cè)肽蠘O，船上載著勇敢的探險家和跟在后面的科學(xué)家們。

1903年，蘇格蘭的威廉·布魯斯等人在南極建了一間氣象觀測站，也是南極的第一個永久基地，他們給它起名叫“奧蒙德之家”。在蘇格蘭鄉(xiāng)間，石頭搭建的圍墻和橋梁隨處可見，很明顯，蘇格蘭人把這門祖?zhèn)骷夹g(shù)搬到了南極。住在這座蘇格蘭風(fēng)格的石頭小屋里，你別說，還真有那么點“家”的味道呢。

這座小屋完全用石頭壘成，有2扇窗戶，可以住6個人。石塊與石塊之間，都被精心挑選的更小的石塊塞緊，沒有使用任何膠黏物質(zhì)。威廉博士當(dāng)時感嘆，這座石頭屋可以用上一個世紀(jì)——他的預(yù)言應(yīng)驗了，直到現(xiàn)在，你在南極半島還能見到它。威廉博士還開心地穿起蘇格蘭男人的傳統(tǒng)服飾——格子裙，和企鵝來了張合影。

住在南極點

深入南極大陸，一路向南，就到了南極點。這里是地球的最南端，也是地球上最寒冷的地方，除了冰就是雪，最冷的時候低至零下80多攝氏度，一年到頭刮大風(fēng)。不過，連續(xù)半年的黑夜，加上干燥的空氣，使得大氣的透明度很高，這里也就成了地球上觀測星空的最佳地點之一。環(huán)境再嚴(yán)酷，條件再艱苦，也阻擋不了人類來南極點看星星！

1956年，能在雪地起降的飛機(jī)降落在南極點，美國海軍工程營的士兵們，帶著搭建房屋的材料，開始建造著名的阿蒙森-斯科特考察站。這個名字是為了紀(jì)念最早征服南極點的兩位探險家—1911年第一個抵達(dá)的羅爾德·阿蒙森，和1912年隨后到來的羅伯特·斯科特。

這座位于地球最南端的考察站，先后經(jīng)歷了多次重建。1975年，最早的初始站已經(jīng)被雪埋了，不得不放棄使用;代替它的是一座新建筑，有著很好辨認(rèn)的半球狀“圓頂”;1999年，考察站3.0版開始建造，這才成為我們今天看到的樣子。不過由于冰川的移動，它的位置已經(jīng)偏離南極點100多米了。

如今的阿蒙森-斯科特站，兩層的房子建在升降梯上，把地基架高，與雪地隔開。這里有發(fā)電機(jī)供暖和照明，有溫室栽培蔬菜水果?？蒲腥藛T再也不用擔(dān)心外面的寒風(fēng)，可以安心待在溫暖的考察站里，一邊喝著熱巧克力、吃著烤茄子，一邊用炮筒般的望遠(yuǎn)鏡觀測星空和極光。

在要啥沒啥的極地，人類照樣搭起了安身之所，條件還挺舒適。在未來，我們還要去海底蓋房子，去月球蓋房子，去火星蓋房子……面臨的困難只會比現(xiàn)在更多。但是，只要有智慧和勇氣，就沒有什么可以難倒我們。

核電站護(hù)衛(wèi)隊

發(fā)電站絕對是一座城市的命脈，尤其是在炎炎夏日，千家萬戶可就靠空調(diào)過活了。所以，保護(hù)發(fā)電站的安全絕對是每個人都不會反對的事情。今天，我們就要認(rèn)識一支特殊的護(hù)衛(wèi)隊，因為他們保護(hù)的不是一般的發(fā)電站，而是核電站！

核安全小分隊登場

安全小分隊是護(hù)衛(wèi)隊的重要組成部分。在介紹自己的本職工作前，他們強(qiáng)烈要求先把自己每天工作的地方夸獎一遍，那就聽聽他們是怎么夸的吧。

高能

核電站絕對是發(fā)電站里的“高富帥”。它是利用核反應(yīng)堆中可裂變材料（核燃料）進(jìn)行裂變反應(yīng)所釋放的能量，加熱水以后發(fā)電的。簡單粗暴地說，就是跟核彈爆炸一樣的原理，只不過反應(yīng)可控，能量的釋放沒有核彈爆炸那么劇烈。如此高能的發(fā)電過程，絕對甩出燒煤的發(fā)電站好幾條街。

節(jié)約

一座100萬千瓦的大型燃煤電站，每年需原煤300～400萬噸，運這些煤需要2760列火車。同功率的壓水堆核電站，一年僅消耗3%的低濃縮鈾燃料28噸。

夸完核電站，核安全小分隊終于該說說自己的工作了。我們知道，做任何事情，安全必須擺在第一位。核能發(fā)電的“燃料”來自于一種天然存在于地球巖石中的元素——鈾，但它具有放射性，會對生物造成危害;此外，核能發(fā)電的高效正是依賴于核反應(yīng)的劇烈和迅速，而失控的核反應(yīng)無疑是場災(zāi)難。因此，核安全小分隊必須保障核電站安全運行。

安全時刻記于心

核電站的核心設(shè)施就是核反應(yīng)堆了。在反應(yīng)堆內(nèi)部，核燃料裂變產(chǎn)生熱能，熱能被水等其他介質(zhì)吸收后，用于產(chǎn)生蒸汽進(jìn)行發(fā)電。只有核反應(yīng)堆安全運行，核電站才能安全發(fā)電。自從20世紀(jì)50年代第一代核電站建成運行，到現(xiàn)在已經(jīng)是第四代核電站了，針對反應(yīng)堆的安全措施也在不斷更新。核安全小分隊可以向你保證，他們天天都待著的地方，一定很安全。

反應(yīng)可控：反應(yīng)堆內(nèi)部有復(fù)雜手段控制核反應(yīng)。就算反應(yīng)堆發(fā)生爆炸，跟核武器爆炸那也是兩回事，因為一般反應(yīng)堆中的核燃料達(dá)不到發(fā)生核彈爆炸的條件。

時刻冷卻：核電站一般建在靠近江河湖海等大片水域的地方，有充足的水源為內(nèi)部設(shè)施降溫。

銅墻鐵壁：我國的“華龍一號”核電技術(shù)，核電站在建造時采用雙層安全殼，如同雙保險。其外殼甚至能抵御包括飛機(jī)撞擊在內(nèi)的各種外部災(zāi)害，保護(hù)內(nèi)殼及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)不受影響。

廢料處理：核反應(yīng)堆使用過的核廢料，會被嚴(yán)密封存或填埋。有的科學(xué)家甚至計劃把核廢料拋入太空，不會對地球造成任何威脅。

應(yīng)急小分隊出動

前方高能預(yù)警！雖然核安全小分隊小心再小心，謹(jǐn)慎又謹(jǐn)慎，核電站依然發(fā)生了可怕的事故！核燃料泄漏，空氣和地下水遭到污染！這時，就該我們的核事故應(yīng)急小分隊出場了！

應(yīng)急小分隊A組：

事故地點：日本福島核電站

事故分析：2011年3月11日，日本地震引發(fā)海嘯，切斷了核電站電源，反應(yīng)堆溫度過高，發(fā)生熔毀事故，幾百噸核燃料泄漏。

處理辦法：派遣專門為此制造的機(jī)器人進(jìn)入一片漆黑的反應(yīng)堆廢墟，克服強(qiáng)輻射、厚厚的混凝土墻對信號的阻擋等困難，探查反應(yīng)堆內(nèi)部環(huán)境。

處理效果：傳回反應(yīng)堆內(nèi)部畫面，發(fā)現(xiàn)了堆積在反應(yīng)堆底部的核燃料。

應(yīng)急小分隊B組：

事故地點：蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站

事故分析：1986年4月26日，一項針對核電站的安全測試出現(xiàn)失誤，4號核反應(yīng)堆內(nèi)部的溫度和壓力瞬間驟增，直接將反應(yīng)堆及周圍廠房炸毀，大量的放射性物質(zhì)隨蒸氣飄向四面八方。

處理辦法：事故發(fā)生后，迅速使用上萬噸混凝土建造巨厚安全罩將反應(yīng)堆罩住。當(dāng)它在2008年出現(xiàn)了塌陷和裂縫，工人們加班加點重新建造了一個新安全罩，重3.5萬噸，跟一個體育館一樣大。

處理效果：當(dāng)時的無人區(qū)逐漸變成了野生動物的天堂。野生老鼠逐漸適應(yīng)了輻射，壽命和其他地方的老鼠也差不多;普氏野馬的數(shù)量翻了一番;野豬的總數(shù)更是增加到災(zāi)難前的10到15倍。

危險的核輻射

每當(dāng)事故發(fā)生以后，應(yīng)急小分隊就必須給大家上一堂安全教育課。在每場災(zāi)難中，我們不得不提及一個可怕的詞語——核輻射。事實上，我們天天都在和“輻射”打交道。太陽光有輻射，X射線檢查身體有輻射，我們常用的各種高科技電子產(chǎn)品也有輻射。不過，這些輻射跟核輻射比起來，簡直是小巫見大巫。核輻射的強(qiáng)大怪力來自于放射性物質(zhì)發(fā)射出的能量。在核反應(yīng)中，常見的放射性物質(zhì)有鈾、釷和鐳等，它們在發(fā)生結(jié)構(gòu)變化時，會釋放出很強(qiáng)的射線，這些射線具有很強(qiáng)的穿透力，能夠引發(fā)生物的變異甚至死亡。所以，我們永遠(yuǎn)也不要掉以輕心！

反擊無人機(jī)

先來看兩條新聞：某年某月某日，M國海軍的一架無人機(jī)被Y國的防空導(dǎo)彈擊落;一個月后，M國軍隊反過來干擾了Y國的一架無人機(jī)，使它墜落大海。

目前，由于無人駕駛飛機(jī)體積小、造價低、方便靈活，除了民用領(lǐng)域，在軍事上也扮演著越來越重要的角色，常用于偵察、通信和執(zhí)行特殊任務(wù)等。正因為看起來“不起眼”，所以才不能小瞧了它。

因此，在無人機(jī)飛速發(fā)展的同時，對它的反擊也拉開了帷幕。防空導(dǎo)彈自然是它的一大天敵，而美軍還使用了一種輕型海上防空綜合系統(tǒng)（LMADIS）。

它分為一輛指揮車和一輛干擾車，整個系統(tǒng)由空中監(jiān)視雷達(dá)、小型光電/紅外攝像機(jī)、射頻探測系統(tǒng)、射頻干擾器組成。當(dāng)雷達(dá)和探測器發(fā)現(xiàn)了無人機(jī)，攝像機(jī)先確認(rèn)它“是敵是友”，如果是敵人，就用干擾器對準(zhǔn)無人機(jī)，阻止它接收來自操作員的指令。一旦失去指揮，無人機(jī)就變成了斷線風(fēng)箏，只能一頭栽到海里去了。

無論用導(dǎo)彈“力敵”還是用干擾“智取”，隨著反擊手段的不斷豐富，未來無人機(jī)的日子，恐怕不會那么好過呢。