向龙卷风要电

吕治平

美国是自然灾害相对比较少的国家，但有一种灾害在那里经常出现，那就是龙卷风。

在龙卷风中，有一种相对比较温和的种类，叫“尘卷”。尘卷一般产生在晴朗的日子：当地面被太阳烤得炙热之后，接近地面的空气因升温而不断上升，而几米高处的较冷空气下沉，于是形成小范围的对流。对流产生小股的龙卷风，此即尘卷。

对于大范围肆虐的龙卷风，人们至今还无法驯服。但对于相对温和的尘卷，美国佐治亚州理工大学的两位科学家却想到了利用它的办法——用来发电。

他们设计了一个风力涡轮发电机，地面的热气流通过固定的叶片被引导进涡轮，推动涡轮旋转，涡轮在转动的同时，一边把动力转化成电，一边把热气流往上空排，周围的热气流则继续涌进涡轮，持续推动涡轮。

这种龙卷风发电站安装和管理成本都要比通常的风力发电站低，因为一般风力涡轮为了获得高空的风力，需要建高塔，而龙卷风发电站利用的则是紧贴地面的空气对流，不需要建高塔。而且由于地面温度一天之内变化较缓慢，龙卷风发电站的电力输出也就比较稳定。即使日落之后数小时还可以运转，而在这个时候，正是用电高峰期。

科学家测试了一个涡轮直径为1米的小型龙卷风发电站，在天气晴朗的条件下，输出功率可达几瓦。增大涡轮直径，输出功率急剧增加。比如，涡轮直径为10米的时候，输出功率可达50千瓦。如果把这样一个个龙卷风发电站铺在地面上，每占地面积1平方千米，总的输出功率可达16兆瓦。考虑到风力发电站每占地面积1平方千米，总输出功率只有3兆～6兆瓦，这个成绩已相当不错。

科学家还估计，用龙卷风发电，成本要比风力发电低20%，比太阳能发电低65%。这项技术目前已经引起美国能源部的兴趣。