關(guān)于作者
徐超，環(huán)境科學專業(yè)博士，廣東省科普作家協(xié)會成員。第六版《十萬個為什么》特邀作家。廣東科技出版社、地質(zhì)出版社簽約作家。2015年廣州市優(yōu)秀基層科普工作者。
將一顆曾活躍于珞珈山畔春英詩社的文藝心，融入環(huán)境、能源的科普文章中，只因我們每個人同呼吸、共命運。關(guān)注能源、關(guān)注環(huán)境，我們攜手而行！
龍拾柴,風的傳說
徐超
2016年02月25日
2016年春節(jié)前天氣尤其的冷，即使身處在南國，也能感受到年少時家鄉(xiāng)的隆冬感覺。春節(jié)前的那個月，我將家搬入到現(xiàn)在居住的叫做山莊的小區(qū)，為的是給小兒一個優(yōu)美的怡人的自然環(huán)境，但與樹、山、花一起的還有風。在這個尤其寒冷的冬天，窗外總是呼呼的風聲作響，我笑自己住的是真正的呼嘯山莊。
人言每逢佳節(jié)倍思親，我卻是在寒冷的風吹過的時候，會想起已經(jīng)去世的奶奶。兒時，家鄉(xiāng)進入冬天時節(jié)，總會刮起凜冽的北風，看著他卷起樹葉，刮斷樹枝，奶奶就會喃喃自語：“龍拾柴啦，天要冷啦。”我問奶奶什么是龍拾柴。“天要冷了，龍王爺要收拾一些柴火好過冬取暖，所以就會刮起這叫做龍拾柴的風”。我多年沒有見過家鄉(xiāng)的龍拾柴了，如同我多年也沒有見過我的奶奶了。
如今我的小兒正兩歲有余，睡前我給他講故事時，窗外風聲呼嘯，他小小的人就緊張起來，害怕這不知緣由的聲響。我就跟他說：“不怕不怕，這是龍王爺打噴嚏呢。龍王爺打噴嚏就會刮風下雨?！睘榱俗屝河行蜗蟮恼J識，我還找來西游記里朱紫國巧行醫(yī)，孫悟空邀請龍王來打噴嚏助雨的片段。此后，窗外風雨聲大作時，小兒就鎮(zhèn)定許多，認真的跟我說：“龍王爺打噴嚏了?！蔽疫€不想告訴小兒，空氣流動產(chǎn)生了風，就好像即使回到當年，我也不會跟奶奶說一樣。
風起時，想起奶奶想起小兒，會感慨傳說的魅力。其實我們祖輩流傳下來的關(guān)于風的傳說有許多，遠遠不只龍拾柴。最早的傳說應(yīng)該算是風伯即風神，能“掌八方消息通五運之氣候”，受到歷代君王虔誠的祭拜。但與一般傳說中的神明不同的是，由于颶風等的危害，風神也會被視為兇神，傳說中最后被黃帝降伏才得以行其掌風的司職。從我們祖先對風神的這種敬與恨的矛盾中，也能體會到我們?nèi)祟悓τ陲L——這大自然中神奇力量的肯定和無奈，“捕風行動”從古到今從未停止。
現(xiàn)代的我們明了沒有風神也沒有龍王，風就是空氣產(chǎn)生的透明能源，真正能夠?qū)崿F(xiàn)“捕風”的也不是黃帝，而是形形色色的風車。風車不是堂吉訶德里的龐然怪物，他們可以把風捕獲轉(zhuǎn)化為動力幫助人們提水和提重物，他們也可以站成最美的風景，當然現(xiàn)在最重要的是他們可以把風捕獲轉(zhuǎn)化為電能。
我們熟悉的應(yīng)該是水平軸風力發(fā)電機，即風輪、主軸、增速箱、發(fā)電機等組成的能量驅(qū)動裝置呈水平方向。
20世紀70年代以來，各國風能研究專家開始關(guān)注垂直軸風力發(fā)電機，顧名思義，垂直軸風力發(fā)電機的能量驅(qū)動裝置呈垂直方向。和水平軸不同，垂直軸風力發(fā)電機的葉片轉(zhuǎn)動不需要考慮風向，因此風車無需加裝調(diào)向裝置。由于垂直軸的能量驅(qū)動裝置可以裝在近地面的位置，所以安裝和維護都比水平軸的要容易。總體來看，垂直軸風力發(fā)電機的成本要遠遠小于水平軸風力發(fā)電機。
相信在我們?nèi)祟悂児挪蛔兊?span style="font-family: Calibri">“捕風”情懷下，在科技進步和發(fā)展的推動下，無論是水平軸風力發(fā)電機還是垂直軸風力發(fā)電機抑或今后發(fā)明的更新型的風力發(fā)電機，都能夠發(fā)揮自己的優(yōu)勢，攻克一個又一個自身的缺點，成為真正的風神或龍王。
本文首發(fā)于科學新語林《新能新象》專欄
人言每逢佳節(jié)倍思親，我卻是在寒冷的風吹過的時候，會想起已經(jīng)去世的奶奶。兒時，家鄉(xiāng)進入冬天時節(jié)，總會刮起凜冽的北風，看著他卷起樹葉，刮斷樹枝，奶奶就會喃喃自語：“龍拾柴啦，天要冷啦。”我問奶奶什么是龍拾柴。“天要冷了，龍王爺要收拾一些柴火好過冬取暖，所以就會刮起這叫做龍拾柴的風”。我多年沒有見過家鄉(xiāng)的龍拾柴了，如同我多年也沒有見過我的奶奶了。
如今我的小兒正兩歲有余，睡前我給他講故事時，窗外風聲呼嘯，他小小的人就緊張起來，害怕這不知緣由的聲響。我就跟他說：“不怕不怕，這是龍王爺打噴嚏呢。龍王爺打噴嚏就會刮風下雨?！睘榱俗屝河行蜗蟮恼J識，我還找來西游記里朱紫國巧行醫(yī)，孫悟空邀請龍王來打噴嚏助雨的片段。此后，窗外風雨聲大作時，小兒就鎮(zhèn)定許多，認真的跟我說：“龍王爺打噴嚏了?！蔽疫€不想告訴小兒，空氣流動產(chǎn)生了風，就好像即使回到當年，我也不會跟奶奶說一樣。
風起時，想起奶奶想起小兒，會感慨傳說的魅力。其實我們祖輩流傳下來的關(guān)于風的傳說有許多，遠遠不只龍拾柴。最早的傳說應(yīng)該算是風伯即風神，能“掌八方消息通五運之氣候”，受到歷代君王虔誠的祭拜。但與一般傳說中的神明不同的是，由于颶風等的危害，風神也會被視為兇神，傳說中最后被黃帝降伏才得以行其掌風的司職。從我們祖先對風神的這種敬與恨的矛盾中，也能體會到我們?nèi)祟悓τ陲L——這大自然中神奇力量的肯定和無奈，“捕風行動”從古到今從未停止。
現(xiàn)代的我們明了沒有風神也沒有龍王，風就是空氣產(chǎn)生的透明能源，真正能夠?qū)崿F(xiàn)“捕風”的也不是黃帝，而是形形色色的風車。風車不是堂吉訶德里的龐然怪物，他們可以把風捕獲轉(zhuǎn)化為動力幫助人們提水和提重物，他們也可以站成最美的風景，當然現(xiàn)在最重要的是他們可以把風捕獲轉(zhuǎn)化為電能。
我們熟悉的應(yīng)該是水平軸風力發(fā)電機，即風輪、主軸、增速箱、發(fā)電機等組成的能量驅(qū)動裝置呈水平方向。
廣州能源所園區(qū)里的小型水平軸風力發(fā)電機
這種風力發(fā)電機是我們風能研究者研究的最多、技術(shù)也相對成熟，風能利用效率較高的一種風車。我國最大的風力發(fā)電廠新疆達坂城風力發(fā)電廠主要是由水平軸風力發(fā)電機組成。水平軸風力發(fā)電機的葉片需要對風才能轉(zhuǎn)動，因此風車需要裝有調(diào)向裝置。而且水平軸風力發(fā)電機屬于大型發(fā)電裝置，對于安裝的地點還有氣候條件等要求都比較多。20世紀70年代以來，各國風能研究專家開始關(guān)注垂直軸風力發(fā)電機，顧名思義，垂直軸風力發(fā)電機的能量驅(qū)動裝置呈垂直方向。和水平軸不同，垂直軸風力發(fā)電機的葉片轉(zhuǎn)動不需要考慮風向，因此風車無需加裝調(diào)向裝置。由于垂直軸的能量驅(qū)動裝置可以裝在近地面的位置，所以安裝和維護都比水平軸的要容易。總體來看，垂直軸風力發(fā)電機的成本要遠遠小于水平軸風力發(fā)電機。
廣州能源所園區(qū)內(nèi)的垂直軸風力發(fā)電機
？垂直軸風力發(fā)電機有很多類型，其中比較出色的是達里厄型風力發(fā)電機，達里厄型風力發(fā)電機也有多種形式，從葉片來區(qū)分基本分為兩類直葉片和彎曲葉片。他是由法國人達里厄在19世紀30年代發(fā)明的，但當時并未受到重視，直到石油危機發(fā)生后，加拿大和美國的相關(guān)研究機構(gòu)才重視起來，加以深入研究。經(jīng)過多年的發(fā)展，達里厄垂直軸風力發(fā)電機得到了商業(yè)的開發(fā)和利用，他的主要特點是具有優(yōu)越的空氣動力學性能，不用擔心使用過程中風速大會燒壞發(fā)電機，葉片受力相對水平軸風力發(fā)電機的葉片而言要小一些，不容易折斷，而且他可以在一個風速范圍內(nèi)工作輸出恒定的功率，不像一些水平軸風力發(fā)電機要求有恒定的風速。綜合風力發(fā)電以及并入電網(wǎng)的整個效率來看，垂直軸達里厄風力發(fā)電機效率高于水平軸風力發(fā)電機。？
弧形葉片達里厄型風力機（圖片來源于網(wǎng)絡(luò)）
當然垂直軸風力發(fā)電機也有自身的缺點：不能夠自啟動，葉片的結(jié)構(gòu)和形狀要復雜于水平軸風力發(fā)電機等。更關(guān)鍵的是，對垂直軸風力發(fā)電機的研究相對較晚，投入和力度相對較少，因此還有很多技術(shù)的難題需要攻克。相信在我們?nèi)祟悂児挪蛔兊?span style="font-family: Calibri">“捕風”情懷下，在科技進步和發(fā)展的推動下，無論是水平軸風力發(fā)電機還是垂直軸風力發(fā)電機抑或今后發(fā)明的更新型的風力發(fā)電機，都能夠發(fā)揮自己的優(yōu)勢，攻克一個又一個自身的缺點，成為真正的風神或龍王。
本文首發(fā)于科學新語林《新能新象》專欄