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高鐵上建移動(dòng)風(fēng)能發(fā)電站,只是設(shè)想嗎?

發(fā)布時(shí)間:2016-01-30 08:09:51    作者:hqadmin    分享到:
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      央視網(wǎng)訊(記者 孔華)高鐵已經(jīng)成為中國(guó)制造的代名詞,傳遞著中國(guó)轉(zhuǎn)型發(fā)展的新故事。隨著高鐵在國(guó)內(nèi)的快速發(fā)展及走出國(guó)門腳步的加快,涉及高鐵的技術(shù)發(fā)明和設(shè)想越來越多。比如,有人提出,如果在快速行駛的高鐵上建移動(dòng)風(fēng)能發(fā)電站,把發(fā)電機(jī)發(fā)的電能和車輛消耗的電能結(jié)合在一起,實(shí)現(xiàn)自發(fā)自用的循環(huán)發(fā)電、用電模式,將大大減少能源消耗,減少環(huán)境污染。這個(gè)大膽設(shè)想是基于什么基礎(chǔ),是否會(huì)在中國(guó)高鐵或城鐵身上實(shí)現(xiàn)?央視網(wǎng)記者采訪了提出這個(gè)大膽設(shè)想的陸繼榮先生。
華全動(dòng)力生產(chǎn)的120千瓦揚(yáng)程15米水泵機(jī)組
      一百多年來的遺憾 激發(fā)大膽設(shè)想
      先來了解這兩個(gè)發(fā)明:1825年火車問世,1831年,發(fā)電機(jī)問世,這是 次工業(yè)革命 典型的兩大發(fā)明。然而,至今火車仍舊以礦物質(zhì)能源(或以礦物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化的電能)作為驅(qū)動(dòng)力;發(fā)電機(jī)雖然在風(fēng)能、水能、火力及核能發(fā)電方面有著極其廣泛的應(yīng)用,卻一直不能直接用于火車,還必須通過輸電線路為火車輸送電力。
      陸繼榮先生說:“100多年來,人類的這兩大發(fā)明在能量守恒定律的約束下彼此不相往來,各走各的發(fā)展之路真是十分遺憾。”
      恰恰是這個(gè)遺憾促使他大膽提出在高鐵或城鐵上建移動(dòng)式風(fēng)能發(fā)電站實(shí)現(xiàn)能源自循環(huán)的大膽設(shè)想。
      大自然給人類提供了磁的物質(zhì),同時(shí)也賦予了風(fēng)、水、地下礦物質(zhì)等多樣化的能源,任何一種能源與磁的物質(zhì)結(jié)合便產(chǎn)生二次能源--電。電可以驅(qū)動(dòng)列車行駛,也可以驅(qū)動(dòng)列車的空調(diào)系統(tǒng)。唯獨(dú)不能在行駛的列車上自發(fā)自用。
      “發(fā)電機(jī)不能應(yīng)用到列車上的直接原因是,發(fā)電機(jī)在發(fā)電過程中的磁場(chǎng)阻力抵消了發(fā)電機(jī)的發(fā)電功率。所謂磁場(chǎng)阻力也是一種對(duì)空氣的反作用力,如果,找到克服發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)阻力的方法,阻止發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)阻力不被轉(zhuǎn)移到列車車身上,那么就解決了列車風(fēng)能發(fā)電技術(shù)問題。”
      如何解決這一問題?陸繼榮大膽提出介入平衡力的原理。
華全動(dòng)力生產(chǎn)的120千瓦“康明斯—斯坦福”系列柴油發(fā)電機(jī)組
      原理:介入平衡力原理
      何謂平衡力?舉個(gè)例子,在拔河的時(shí)候,雙方勢(shì)均力敵的剎那間就產(chǎn)生了平衡力,平衡力使繩子上集聚了內(nèi)能,如果這個(gè)內(nèi)能被釋放到一個(gè)作用點(diǎn)上,一定會(huì)形成一種新的生產(chǎn)力服務(wù)于人類。
陸繼榮介紹,如果,人為地通過技術(shù)手段,把空氣阻力一分為二變成作用在發(fā)電機(jī)上的一對(duì)平衡力,分別讓其作用在發(fā)動(dòng)機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子上,形成一個(gè)扭矩力的平衡點(diǎn),達(dá)到合力為零的狀態(tài)。
      進(jìn)一步的解釋,把空氣阻力F1設(shè)為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的動(dòng)力。發(fā)電機(jī)定子的磁場(chǎng)阻力一定要依托發(fā)電機(jī)支架、車身產(chǎn)生連鎖的反作用力 后轉(zhuǎn)移到車輪上,增加了發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力。如果,把空氣阻力F2設(shè)為定子的動(dòng)力,只要做到了平衡,發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)的阻力就不會(huì)產(chǎn)生連鎖的反作用力。這樣,磁場(chǎng)阻力就不會(huì)通過發(fā)電機(jī)支架把阻力傳導(dǎo)到列車上,這一對(duì)平衡關(guān)系也可以稱之為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子與發(fā)電機(jī)定子,互為作用力和反作用力的表現(xiàn)。列車也因此不必增加發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油消耗。
      很多人有疑問,這是不是類似永動(dòng)機(jī)的構(gòu)想?陸繼榮解釋說,移動(dòng)式風(fēng)能發(fā)電站不是永動(dòng)機(jī)的概念,是借助了車輛可以移動(dòng)這個(gè)條件,利用列車在行駛中產(chǎn)生的空氣反作用力,將反作用力的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,在通過平衡力的作用把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為電能,從而有效提供給列車空調(diào)用電系統(tǒng),而絕不參與列車的驅(qū)動(dòng)力作用。列車移動(dòng)式風(fēng)能發(fā)電站只要列車在行駛隨時(shí)隨地都可以自發(fā)自用,不像常規(guī)的風(fēng)能發(fā)電站受天氣的影響--沒有風(fēng)不能發(fā)電。
120千瓦濰柴道依茨系列離合器機(jī)組(華全動(dòng)力生產(chǎn))
      實(shí)現(xiàn)這個(gè)可能嗎?
      自2008年,我國(guó) 條高鐵線路京津城際高速鐵路開通以來,截至2015年底,我國(guó)高鐵營(yíng)業(yè)里程已達(dá)1.8萬公里,中國(guó)擁有了全世界規(guī)模以及運(yùn)營(yíng)速度的高速鐵路網(wǎng)。目前全國(guó)在編旅客列車運(yùn)行圖有3142對(duì)旅客列車在運(yùn)行,空調(diào)能源需求巨大。如果做到每列列車在空調(diào)能源方面都達(dá)到節(jié)能50%的效果,將大大降低能源消耗。一旦陸先生的這個(gè)大膽設(shè)想成真,這將給動(dòng)車和高鐵帶來劃時(shí)代的巨變。那么這個(gè)大膽設(shè)想何時(shí)能實(shí)現(xiàn)?目前有哪些尚未克服的技術(shù)難題呢?
      陸繼榮坦言,移動(dòng)式風(fēng)能發(fā)電站只不過是把消耗在空氣阻力中的能源部分,通過技術(shù)手段加以回收利用,把空氣阻力變?yōu)榘l(fā)電機(jī)的風(fēng)能發(fā)電的動(dòng)力,回饋給車輛的用電設(shè)備,“目前,發(fā)電機(jī)經(jīng)過一百多年的發(fā)展已經(jīng)是一個(gè)純熟的技術(shù),我只不過是借用了平衡力的理論依據(jù),并通過相應(yīng)的技術(shù)手段應(yīng)用到移動(dòng)式發(fā)電站的發(fā)電機(jī)上,技術(shù)上沒有任何難題?,F(xiàn)在的難題是人們的認(rèn)識(shí)問題”。
      如果你問一百萬個(gè)大學(xué)生,能不能在行駛的列車上安裝發(fā)電機(jī)為列車的空調(diào)系統(tǒng)提供電能,你會(huì)得到一百萬個(gè)異口同聲的答案;不能。因?yàn)槔蠋熃趟麄兡芰渴睾愣?,老師的老師也在教能量守恒定律,一代、一代的傳授下來?br />       如果你再問平衡力的內(nèi)能可不可以成為一種生產(chǎn)力。也許會(huì)得到不知道、沒聽說、老師沒教過等五花八門的答案。因此,解決移動(dòng)式發(fā)電站的問題主要還是人的思想認(rèn)識(shí)問題。在行駛的列車上建立發(fā)電站的設(shè)想到底是能量守恒定律說了算呢還是平衡力理論說了算?
      陸繼榮說,在列車上建立移動(dòng)式風(fēng)能發(fā)電站的焦點(diǎn),主要是發(fā)電功率等于空氣阻力功率還是大于空氣阻力功率的博弈。只要證明利用平衡力理論做到了發(fā)電功率大于空氣阻力功率,肯定是一門新興的新能源利用的技術(shù)和市場(chǎng)。由于旅客列車具備了行駛路程遠(yuǎn),行駛速度快的特點(diǎn),而且又有著巨大的電能消耗需求,在旅客列車上建立發(fā)電站有著立竿見影、經(jīng)濟(jì)實(shí)用效果。實(shí)際上凡是可以移動(dòng)的車輛都可以認(rèn)為是一個(gè)移動(dòng)式風(fēng)能發(fā)電站的載體。
      “一個(gè)人的力量是有限的,旅客列車有若干個(gè)速度編組,發(fā)電機(jī)作為定制產(chǎn)品需要有很多的外延技術(shù)。”陸繼榮說,“我希望全社會(huì)都可以來完善、補(bǔ)充這個(gè)設(shè)想和技術(shù),共同努力讓這個(gè)設(shè)想早日成為現(xiàn)實(shí)。”
      由于對(duì)能量守恒定律的推崇,至今,風(fēng)能尚未在列車領(lǐng)域得到應(yīng)用。
華全動(dòng)力生產(chǎn)的500千瓦上海凱普系列靜音移動(dòng)電站
      伴隨中國(guó)經(jīng)濟(jì)30多年的高速増長(zhǎng),能源消耗也迅速增長(zhǎng)。其中,交通運(yùn)輸行業(yè)的能耗占我國(guó)能源總消耗的40%左右。面對(duì)這來勢(shì)兇猛的能源需求,我國(guó)加快了新能源汽車的推廣和高速電氣化列車的投入使用,交通運(yùn)輸領(lǐng)域“以電代油”工程也在加快。但是動(dòng)車和高鐵還是消耗了大量的煤炭和天然氣資源。隨著巴黎氣候大會(huì)我國(guó)對(duì)世界的鄭重承諾,節(jié)能減排的日程表越來越緊,任務(wù)越來越重,列車上建移動(dòng)發(fā)電站的設(shè)想一旦實(shí)現(xiàn),不僅將震撼科技界,也將為減少全球能源消耗做出重大貢獻(xiàn)。

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