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高铁上建移动风能发电站,只是设想吗?

发布时间:2016-01-30 08:09:51    作者:hqadmin    分享到:
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      央视网讯(记者 孔华)高铁已经成为中国制造的代名词,传递着中国转型发展的新故事。随着高铁在国内的快速发展及走出国门脚步的加快,涉及高铁的技术发明和设想越来越多。比如,有人提出,如果在快速行驶的高铁上建移动风能发电站,把发电机发的电能和车辆消耗的电能结合在一起,实现自发自用的循环发电、用电模式,将大大减少能源消耗,减少环境污染。这个大胆设想是基于什么基础,是否会在中国高铁或城铁身上实现?央视网记者采访了提出这个大胆设想的陆继荣先生。
华全动力生产的120千瓦扬程15米水泵机组
      一百多年来的遗憾 激发大胆设想
      先来了解这两个发明:1825年火车问世,1831年,发电机问世,这是第一次工业革命最典型的两大发明。然而,至今火车仍旧以矿物质能源(或以矿物质能源转化的电能)作为驱动力;发电机虽然在风能、水能、火力及核能发电方面有着极其广泛的应用,却一直不能直接用于火车,还必须通过输电线路为火车输送电力。
      陆继荣先生说:“100多年来,人类的这两大发明在能量守恒定律的约束下彼此不相往来,各走各的发展之路真是十分遗憾。”
      恰恰是这个遗憾促使他大胆提出在高铁或城铁上建移动式风能发电站实现能源自循环的大胆设想。
      大自然给人类提供了磁的物质,同时也赋予了风、水、地下矿物质等多样化的能源,任何一种能源与磁的物质结合便产生二次能源--电。电可以驱动列车行驶,也可以驱动列车的空调系统。唯独不能在行驶的列车上自发自用。
      “发电机不能应用到列车上的直接原因是,发电机在发电过程中的磁场阻力抵消了发电机的发电功率。所谓磁场阻力也是一种对空气的反作用力,如果,找到克服发电机磁场阻力的方法,阻止发电机磁场阻力不被转移到列车车身上,那么就解决了列车风能发电技术问题。”
      如何解决这一问题?陆继荣大胆提出介入平衡力的原理。
华全动力生产的120千瓦“康明斯—斯坦福”系列柴油发电机组
      原理:介入平衡力原理
      何谓平衡力?举个例子,在拔河的时候,双方势均力敌的刹那间就产生了平衡力,平衡力使绳子上集聚了内能,如果这个内能被释放到一个作用点上,一定会形成一种新的生产力服务于人类。
陆继荣介绍,如果,人为地通过技术手段,把空气阻力一分为二变成作用在发电机上的一对平衡力,分别让其作用在发动机的定子和转子上,形成一个扭矩力的平衡点,达到合力为零的状态。
      进一步的解释,把空气阻力f1设为发电机转子的动力。发电机定子的磁场阻力一定要依托发电机支架、车身产生连锁的反作用力最后转移到车轮上,增加了发动机的驱动力。如果,把空气阻力f2设为定子的动力,只要做到了平衡,发电机磁场的阻力就不会产生连锁的反作用力。这样,磁场阻力就不会通过发电机支架把阻力传导到列车上,这一对平衡关系也可以称之为发电机转子与发电机定子,互为作用力和反作用力的表现。列车也因此不必增加发动机的燃油消耗。
      很多人有疑问,这是不是类似永动机的构想?陆继荣解释说,移动式风能发电站不是永动机的概念,是借助了车辆可以移动这个条件,利用列车在行驶中产生的空气反作用力,将反作用力的动能转化为内能,在通过平衡力的作用把内能转化为电能,从而有效提供给列车空调用电系统,而绝不参与列车的驱动力作用。列车移动式风能发电站只要列车在行驶随时随地都可以自发自用,不像常规的风能发电站受天气的影响--没有风不能发电。
120千瓦潍柴道依茨系列离合器机组(华全动力生产)
      实现这个可能吗?
      自2008年,我国第一条高铁线路京津城际高速铁路开通以来,截至2015年底,我国高铁营业里程已达1.8万公里,中国拥有了全世界最大规模以及最高运营速度的高速铁路网。目前全国在编旅客列车运行图有3142对旅客列车在运行,空调能源需求非常巨大。如果做到每列列车在空调能源方面都达到节能50%的效果,将大大降低能源消耗。一旦陆先生的这个大胆设想成真,这将给动车和高铁带来划时代的巨变。那么这个大胆设想何时能实现?目前有哪些尚未克服的技术难题呢?
      陆继荣坦言,移动式风能发电站只不过是把消耗在空气阻力中的能源部分,通过技术手段加以回收利用,把空气阻力变为发电机的风能发电的动力,回馈给车辆的用电设备,“目前,发电机经过一百多年的发展已经是一个非常纯熟的技术,我只不过是借用了平衡力的理论依据,并通过相应的技术手段应用到移动式发电站的发电机上,技术上没有任何难题。现在最大的难题是人们的认识问题”。
      如果你问一百万个大学生,能不能在行驶的列车上安装发电机为列车的空调系统提供电能,你会得到一百万个异口同声的答案;不能。因为老师教他们能量守恒定律,老师的老师也在教能量守恒定律,一代、一代的传授下来。
      如果你再问平衡力的内能可不可以成为一种生产力。也许会得到不知道、没听说、老师没教过等五花八门的答案。因此,解决移动式发电站的问题主要还是人的思想认识问题。在行驶的列车上建立发电站的设想到底是能量守恒定律说了算呢还是平衡力理论说了算?
      陆继荣说,在列车上建立移动式风能发电站的焦点,主要是发电功率等于空气阻力功率还是大于空气阻力功率的博弈。只要证明利用平衡力理论做到了发电功率大于空气阻力功率,肯定是一门新兴的新能源利用的技术和市场。由于旅客列车具备了行驶路程远,行驶速度快的特点,而且又有着巨大的电能消耗需求,在旅客列车上建立发电站有着立竿见影、经济实用效果。实际上凡是可以移动的车辆都可以认为是一个移动式风能发电站的载体。
      “一个人的力量是有限的,旅客列车有若干个速度编组,发电机作为定制产品需要有很多的外延技术。”陆继荣说,“我希望全社会都可以来完善、补充这个设想和技术,共同努力让这个设想早日成为现实。”
      由于对能量守恒定律的推崇,至今,风能尚未在列车领域得到应用。
华全动力生产的500千瓦上海凯普系列静音移动电站
      伴随中国经济30多年的高速増长,能源消耗也迅速增长。其中,交通运输行业的能耗占我国能源总消耗的40%左右。面对这来势凶猛的能源需求,我国加快了新能源汽车的推广和高速电气化列车的投入使用,交通运输领域“以电代油”工程也在加快。但是动车和高铁还是消耗了大量的煤炭和天然气资源。随着巴黎气候大会我国对世界的郑重承诺,节能减排的日程表越来越紧,任务越来越重,列车上建移动发电站的设想一旦实现,不仅将震撼科技界,也将为减少全球能源消耗做出重大贡献。

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