城明辰
白光是光譜中所有可見(jiàn)光的混合產(chǎn)物,通常被認(rèn)為是無(wú)色的,在我們視野中幾乎沒(méi)有存在感。這種單調(diào)的中性色沒(méi)有侵略性,可以與周圍的環(huán)境“和諧共存”,很少會(huì)讓人感到突兀。
除了下雪,大自然中很少會(huì)形成白色的地表??罩械娘w行人員更容易看清楚地面上高聳的白色風(fēng)力發(fā)電機(jī),提前躲避這些障礙物。為了使風(fēng)力發(fā)電機(jī)更加顯眼,葉片尖部往往涂有紅色條帶(航標(biāo)帶),夜晚機(jī)艙也會(huì)閃爍紅色的航標(biāo)燈。根據(jù)德國(guó)標(biāo)準(zhǔn),當(dāng)風(fēng)電機(jī)組距離機(jī)場(chǎng)5千米范圍內(nèi),葉尖需要標(biāo)記一條航標(biāo)帶,而在5千米范圍之外,需要標(biāo)記兩條航標(biāo)帶。而大多數(shù)國(guó)家并沒(méi)有有關(guān)航標(biāo)帶的標(biāo)準(zhǔn),在國(guó)內(nèi)的風(fēng)電場(chǎng),你可以看到通體潔白的葉片,但更多的是噴涂一道、兩道甚至三道航標(biāo)的葉片。顏色除了紅色,還有橙色、藍(lán)色和黑色等。
風(fēng)力發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)使用壽命在20~25年,它們工作在惡劣的自然環(huán)境中。除了日常“喝西北風(fēng)”,它們還要長(zhǎng)期“曬日光浴”。而白色不容易吸收太陽(yáng)光中的紫外線輻射,有利于緩解機(jī)組內(nèi)部發(fā)電機(jī)、變流器等電氣設(shè)備的散熱問(wèn)題,同時(shí)會(huì)降低潤(rùn)滑油、潤(rùn)滑脂發(fā)生干燥,產(chǎn)生氣泡的風(fēng)險(xiǎn)。白色外觀有利于運(yùn)維人員觀察到表面的油污,并及時(shí)進(jìn)行處理。此外,白色涂料也會(huì)降低機(jī)組的制造和運(yùn)維成本。
白色風(fēng)力發(fā)電機(jī)集美觀與經(jīng)濟(jì)于一身,但也并非完美無(wú)瑕。由于白色傾向于吸引昆蟲,因此在風(fēng)力發(fā)電機(jī)的周圍,活動(dòng)的昆蟲會(huì)被卷入快速旋轉(zhuǎn)的葉片產(chǎn)生的強(qiáng)烈氣流中,它們的尸體大量地粘附在葉片前緣,會(huì)極大程度影響風(fēng)力發(fā)電機(jī)的氣動(dòng)性能,降低發(fā)電性能。
此外,昆蟲還會(huì)引起中小型鳥類、蝙蝠等捕食者的關(guān)注?!绑氩断s,黃雀在后”,更高一級(jí)的捕食者,例如鷹隼等猛禽也會(huì)選擇盤旋在風(fēng)力發(fā)電機(jī)的上空。因此,旋轉(zhuǎn)的葉片是周圍鳥類的潛在危險(xiǎn),而葉片受到撞擊也會(huì)對(duì)自身結(jié)構(gòu)的可靠性造成隱患。
早期的鳥類保護(hù)組織極力反對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的開(kāi)發(fā)建設(shè),當(dāng)意識(shí)到火力發(fā)電會(huì)對(duì)鳥類造成更嚴(yán)重的危害后,逐漸接納了風(fēng)力發(fā)電。不過(guò),他們強(qiáng)烈建議采用紫色顏料對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行噴涂,原因是紫色會(huì)驅(qū)除昆蟲,可以最大程度上保護(hù)鳥類的安全。他們聲稱這是風(fēng)力發(fā)電機(jī)最好的顏色。
實(shí)際調(diào)查表明,昆蟲的確對(duì)特定的顏色有一定的趨避性,它們對(duì)黃色情有獨(dú)鐘,因此農(nóng)田中會(huì)采用黃色膠粘紙消除昆蟲。從這個(gè)角度上考慮,風(fēng)力發(fā)電機(jī)要避免使用黃色,目前只有一些海上風(fēng)電機(jī)組的底部基礎(chǔ)是黃顏色的。
盡管昆蟲普遍會(huì)對(duì)紫色避而遠(yuǎn)之,但紫色并不會(huì)成為未來(lái)大多數(shù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的選擇。風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的噪聲、氣流、熱量等因素都是昆蟲靠近風(fēng)力發(fā)電機(jī)的潛在原因。一些紫色風(fēng)力發(fā)電機(jī)雖然有一定的驅(qū)蟲效果,但并不明顯。
2015年,美國(guó)魚類及野生動(dòng)物保護(hù)組織預(yù)計(jì),全美范圍內(nèi)大約有30萬(wàn)只鳥類被風(fēng)力發(fā)電機(jī)殺害。既然鳥類在飛行時(shí)不太容易觀察到旋轉(zhuǎn)的風(fēng)力發(fā)電機(jī),那么給它們?cè)谝曈X(jué)多一些提示會(huì)不會(huì)有所幫助?比如,把葉片涂成不同的顏色以及花紋。
2020年6月,挪威研究人員在挪威的一個(gè)風(fēng)電場(chǎng)開(kāi)展了測(cè)試,當(dāng)三支風(fēng)電葉片中的一支被涂成黑色后,鳥類的死亡數(shù)量下降了70%??雌饋?lái),黑色的風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)也有一定可取之處,期待科學(xué)家們能通過(guò)更多研究和實(shí)驗(yàn),找出對(duì)環(huán)境最有利的風(fēng)力發(fā)電機(jī)顏色。
(本文摘編自“科學(xué)大院”微信公眾號(hào))