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徐超，環(huán)境科學(xué)專業(yè)博士，廣東省科普作家協(xié)會(huì)成員。第六版《十萬(wàn)個(gè)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(shī)社的文藝心，融入環(huán)境、能源的科普文章中，只因我們每個(gè)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(shuō)
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(guó)，也能感受到年少時(shí)家鄉(xiāng)的隆冬感覺。春節(jié)前的那個(gè)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(gè)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(gè)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(guò)的時(shí)候，會(huì)想起已經(jīng)去世的奶奶。兒時(shí)，家鄉(xiāng)進(jìn)入冬天時(shí)節(jié)，總會(huì)刮起凜冽的北風(fēng)，看著他卷起樹葉，刮斷樹枝，奶奶就會(huì)喃喃自語(yǔ)：“龍拾柴啦，天要冷啦。”我問(wèn)奶奶什么是龍拾柴。“天要冷了，龍王爺要收拾一些柴火好過(guò)冬取暖，所以就會(huì)刮起這叫做龍拾柴的風(fēng)”。我多年沒有見過(guò)家鄉(xiāng)的龍拾柴了，如同我多年也沒有見過(guò)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(shí)，窗外風(fēng)聲呼嘯，他小小的人就緊張起來(lái)，害怕這不知緣由的聲響。我就跟他說(shuō)：“不怕不怕，這是龍王爺打噴嚏呢。龍王爺打噴嚏就會(huì)刮風(fēng)下雨。”為了讓小兒有形象的認(rèn)識(shí)，我還找來(lái)西游記里朱紫國(guó)巧行醫(yī)，孫悟空邀請(qǐng)龍王來(lái)打噴嚏助雨的片段。此后，窗外風(fēng)雨聲大作時(shí)，小兒就鎮(zhèn)定許多，認(rèn)真的跟我說(shuō)：“龍王爺打噴嚏了。”我還不想告訴小兒，空氣流動(dòng)產(chǎn)生了風(fēng)，就好像即使回到當(dāng)年，我也不會(huì)跟奶奶說(shuō)一樣。
風(fēng)起時(shí)，想起奶奶想起小兒，會(huì)感慨傳說(shuō)的魅力。其實(shí)我們祖輩流傳下來(lái)的關(guān)于風(fēng)的傳說(shuō)有許多，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不只龍拾柴。最早的傳說(shuō)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(chéng)的祭拜。但與一般傳說(shuō)中的神明不同的是，由于颶風(fēng)等的危害，風(fēng)神也會(huì)被視為兇神，傳說(shuō)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(duì)風(fēng)神的這種敬與恨的矛盾中，也能體會(huì)到我們?nèi)祟悓?duì)于風(fēng)——這大自然中神奇力量的肯定和無(wú)奈，“捕風(fēng)行動(dòng)”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(dòng)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(dòng)裝置呈水平方向。
20世紀(jì)70年代以來(lái)，各國(guó)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(dòng)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(dòng)不需要考慮風(fēng)向，因此風(fēng)車無(wú)需加裝調(diào)向裝置。由于垂直軸的能量驅(qū)動(dòng)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(lái)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)。
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(dòng)下，無(wú)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(shì)，攻克一個(gè)又一個(gè)自身的缺點(diǎn)，成為真正的風(fēng)神或龍王。
本文首發(fā)于科學(xué)新語(yǔ)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(fēng)吹過(guò)的時(shí)候，會(huì)想起已經(jīng)去世的奶奶。兒時(shí)，家鄉(xiāng)進(jìn)入冬天時(shí)節(jié)，總會(huì)刮起凜冽的北風(fēng)，看著他卷起樹葉，刮斷樹枝，奶奶就會(huì)喃喃自語(yǔ)：“龍拾柴啦，天要冷啦。”我問(wèn)奶奶什么是龍拾柴。“天要冷了，龍王爺要收拾一些柴火好過(guò)冬取暖，所以就會(huì)刮起這叫做龍拾柴的風(fēng)”。我多年沒有見過(guò)家鄉(xiāng)的龍拾柴了，如同我多年也沒有見過(guò)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(shí)，窗外風(fēng)聲呼嘯，他小小的人就緊張起來(lái)，害怕這不知緣由的聲響。我就跟他說(shuō)：“不怕不怕，這是龍王爺打噴嚏呢。龍王爺打噴嚏就會(huì)刮風(fēng)下雨。”為了讓小兒有形象的認(rèn)識(shí)，我還找來(lái)西游記里朱紫國(guó)巧行醫(yī)，孫悟空邀請(qǐng)龍王來(lái)打噴嚏助雨的片段。此后，窗外風(fēng)雨聲大作時(shí)，小兒就鎮(zhèn)定許多，認(rèn)真的跟我說(shuō)：“龍王爺打噴嚏了。”我還不想告訴小兒，空氣流動(dòng)產(chǎn)生了風(fēng)，就好像即使回到當(dāng)年，我也不會(huì)跟奶奶說(shuō)一樣。
風(fēng)起時(shí)，想起奶奶想起小兒，會(huì)感慨傳說(shuō)的魅力。其實(shí)我們祖輩流傳下來(lái)的關(guān)于風(fēng)的傳說(shuō)有許多，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不只龍拾柴。最早的傳說(shuō)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(chéng)的祭拜。但與一般傳說(shuō)中的神明不同的是，由于颶風(fēng)等的危害，風(fēng)神也會(huì)被視為兇神，傳說(shuō)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(duì)風(fēng)神的這種敬與恨的矛盾中，也能體會(huì)到我們?nèi)祟悓?duì)于風(fēng)——這大自然中神奇力量的肯定和無(wú)奈，“捕風(fēng)行動(dòng)”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(dòng)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(dòng)裝置呈水平方向。
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(duì)成熟，風(fēng)能利用效率較高的一種風(fēng)車。我國(guó)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(duì)風(fēng)才能轉(zhuǎn)動(dòng)，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(duì)于安裝的地點(diǎn)還有氣候條件等要求都比較多。20世紀(jì)70年代以來(lái)，各國(guó)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(dòng)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(dòng)不需要考慮風(fēng)向，因此風(fēng)車無(wú)需加裝調(diào)向裝置。由于垂直軸的能量驅(qū)動(dòng)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(lái)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)
？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(lái)區(qū)分基本分為兩類直葉片和彎曲葉片。他是由法國(guó)人達(dá)里厄在19世紀(jì)30年代發(fā)明的，但當(dāng)時(shí)并未受到重視，直到石油危機(jī)發(fā)生后，加拿大和美國(guó)的相關(guān)研究機(jī)構(gòu)才重視起來(lái)，加以深入研究。經(jīng)過(guò)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(diǎn)是具有優(yōu)越的空氣動(dòng)力學(xué)性能，不用擔(dān)心使用過(guò)程中風(fēng)速大會(huì)燒壞發(fā)電機(jī)，葉片受力相對(duì)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(gè)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(gè)效率來(lái)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)。？
弧形葉片達(dá)里厄型風(fēng)力機(jī)（圖片來(lái)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(diǎn)：不能夠自啟動(dòng)，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(duì)垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的研究相對(duì)較晚，投入和力度相對(duì)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(dòng)下，無(wú)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(shì)，攻克一個(gè)又一個(gè)自身的缺點(diǎn)，成為真正的風(fēng)神或龍王。
本文首發(fā)于科學(xué)新語(yǔ)林《新能新象》專欄