關(guān)于作者

徐超,環(huán)境科學(xué)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(yùn)。關(guān)注能源、關(guān)注環(huán)境,我們攜手而行!

龍拾柴,風(fēng)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(fēng)。在這個尤其寒冷的冬天,窗外總是呼呼的風(fēng)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(fēng)吹過的時候,會想起已經(jīng)去世的奶奶。兒時,家鄉(xiāng)進(jìn)入冬天時節(jié),總會刮起凜冽的北風(fēng),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(fēng)。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(fēng)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(fēng)下雨?!睘榱俗屝河行蜗蟮恼J(rèn)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(fēng)雨聲大作時,小兒就鎮(zhèn)定許多,認(rèn)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(fēng),就好像即使回到當(dāng)年,我也不會跟奶奶說一樣。
風(fēng)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(fēng)的傳說有許多,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不只龍拾柴。最早的傳說應(yīng)該算是風(fēng)伯即風(fēng)神,能掌八方消息通五運(yùn)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(fēng)等的危害,風(fēng)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(fēng)的司職。從我們祖先對風(fēng)神的這種敬與恨的矛盾中,也能體會到我們?nèi)祟悓τ陲L(fēng)——這大自然中神奇力量的肯定和無奈,捕風(fēng)行動從古到今從未停止。
現(xiàn)代的我們明了沒有風(fēng)神也沒有龍王,風(fēng)就是空氣產(chǎn)生的透明能源,真正能夠?qū)崿F(xiàn)捕風(fēng)的也不是黃帝,而是形形色色的風(fēng)車。風(fēng)車不是堂吉訶德里的龐然怪物,他們可以把風(fēng)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(fēng)景,當(dāng)然現(xiàn)在最重要的是他們可以把風(fēng)捕獲轉(zhuǎn)化為電能。
我們熟悉的應(yīng)該是水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī),即風(fēng)輪、主軸、增速箱、發(fā)電機(jī)等組成的能量驅(qū)動裝置呈水平方向。

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廣州能源所園區(qū)里的小型水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)

這種風(fēng)力發(fā)電機(jī)是我們風(fēng)能研究者研究的最多、技術(shù)也相對成熟,風(fēng)能利用效率較高的一種風(fēng)車。我國最大的風(fēng)力發(fā)電廠新疆達(dá)坂城風(fēng)力發(fā)電廠主要是由水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組成。水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片需要對風(fēng)才能轉(zhuǎn)動,因此風(fēng)車需要裝有調(diào)向裝置。而且水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(jì)70年代以來,各國風(fēng)能研究專家開始關(guān)注垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī),顧名思義,垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的能量驅(qū)動裝置呈垂直方向。和水平軸不同,垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片轉(zhuǎn)動不需要考慮風(fēng)向,因此風(fēng)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(hù)都比水平軸的要容易??傮w來看,垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的成本要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)。

廣州能源所園區(qū)內(nèi)的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)

廣州能源所園區(qū)內(nèi)的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)

?垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)有很多類型,其中比較出色的是達(dá)里厄型風(fēng)力發(fā)電機(jī),達(dá)里厄型風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(dá)里厄在19世紀(jì)30年代發(fā)明的,但當(dāng)時并未受到重視,直到石油危機(jī)發(fā)生后,加拿大和美國的相關(guān)研究機(jī)構(gòu)才重視起來,加以深入研究。經(jīng)過多年的發(fā)展,達(dá)里厄垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(xué)性能,不用擔(dān)心使用過程中風(fēng)速大會燒壞發(fā)電機(jī),葉片受力相對水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片而言要小一些,不容易折斷,而且他可以在一個風(fēng)速范圍內(nèi)工作輸出恒定的功率,不像一些水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)要求有恒定的風(fēng)速。綜合風(fēng)力發(fā)電以及并入電網(wǎng)的整個效率來看,垂直軸達(dá)里厄風(fēng)力發(fā)電機(jī)效率高于水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)。

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弧形葉片達(dá)里厄型風(fēng)力機(jī)(圖片來源于網(wǎng)絡(luò))

當(dāng)然垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(fù)雜于水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)等。更關(guān)鍵的是,對垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(fēng)情懷下,在科技進(jìn)步和發(fā)展的推動下,無論是水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)還是垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)抑或今后發(fā)明的更新型的風(fēng)力發(fā)電機(jī),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(fēng)神或龍王。
本文首發(fā)于科學(xué)新語林《新能新象》專欄