屋頂上的風力發電機

美國密歇根州的退休木匠Kenneth Benefiel去年秋天購買了一臺“便攜式渦輪風力發電機”，安裝在他家擁有150年歷史的谷倉上。

渦輪風力發電機通常安裝在山丘或者平原的高塔上，高達近百米。不過，在這個綠色的時代，一些可再生能源公司已經在制造較小型的民用渦輪風力發電機，可安裝于房屋或者車庫頂上，供一般家庭使用。

據《紐約時報》近日報道，這種置于屋頂的小型渦輪機可以直接將它們發的電傳送到家庭的電路中。只要所在地風力足夠強，在這種可再生能源的幫助下，在很多家庭里或許都能看到這樣的情景：家里的電表不僅不往前走，還會倒著走！即使不會如此，至少他們可以少付很多電費。

據悉，英國愛丁堡可再生能源設備公司和美國Cascade工程公司已經展開合作，將這種渦輪機供應給美國市場。它們的一種新產品叫做“便攜式渦輪風力發電機”（Swift Wind Turbine）。Cascade工程公司可再生能源部經理Michael Ford介紹說，包括安裝費用在內，整個渦輪機的費用是1萬～1.2萬美元。當風力達到30公里或以上時速的時候，渦輪機將產生1.5千瓦的電能。也就是相當于同時點亮15盞100瓦的電燈。

Ford表示，渦輪機在風速達到8英里/小時時開始產生電能，隨著風速的加大，輸出的電能也隨之增多。他認為，在風大的地區，一年的產電量應該在2000度左右。對于一戶年用電量在1萬度左右的家庭來說，可以節省近1/5的電費。

風力發電的噪音問題一直是阻礙其普及的一大因素。不過，這種小型民用渦輪風力發電機卻克服了這個問題。愛丁堡可再生能源設備公司的聯合主席Dave Anderson博士表示，他們設計的這種新型小型渦輪風力發電機可以安靜地工作——葉片旋轉的最大噪音僅有35分貝，相當于一場小聲談話的音量。據介紹，設計人員在葉片周圍安裝了一個圓環來分散噪音并減少振動。“空氣被趕到這個驅散環中之后就分散開來，而不是使葉片產生撕心裂肺的噪音。”Anderson說。

美國密歇根州的退休木匠Kenneth Benefiel去年秋天購買了一臺“便攜式渦輪風力發電機”，安裝在他家擁有150年歷史的谷倉上。“我早就開始使用節能設備了。”他說自己通過使用節能冰柜、冰箱和燈泡已經節省了1/3的電。在那之后他安裝了屋頂渦輪風力發電機。安裝后的前5個星期里，發電機就已產生了大約60度電吊車，足夠他家使用3天。

到目前為止，Benefiel對自己的這項投資很滿意，機器本身很安靜，只是放置它的老谷倉在大風天里會發出咯吱聲。“它讓我們更能自給自足了。有時候你不能僅僅考慮到省錢，還必須考慮如何節省能源。”

不過，Ford提醒那些未來的顧客，買之前必須仔細測量當地的平均風速。因為“想要使用這種渦輪風力發電機，必須有足夠大的年平均風速” 。他說：“不要相信你自己的記憶，人們總是記得刮大風時風有多大，但是總是忘記無風期時的情況。”

據介紹，測量風力可以使用風速計，風速計可以租到。在“便攜式渦輪風力發電機”網站上也列出了美國各地的年平均風速，消費者一目了然地就能知道所居住地區是否適合使用屋頂渦輪風力發電機。該網站還同時列出了未來美國傳統能源發電的電費增長趨勢，相比之下，風力發電具有不可比擬的低成本。

另一種由美國得克薩斯州的美國家庭能源公司制造的民用小型渦輪風力發電機被稱為“能源球”（Energy Ball）。該公司首席執行官Robert Thompson希望能源球可以很快上市。這種渦輪機的外形很像側放的打蛋器。其中一款模型V100的初裝費是1萬～1.1萬美元，能提供最多500瓦電能。

據《時代》周刊報道，目前美國家庭太陽能發電產生的電能是小型風電的12倍。這主要是由于風力發電對環境的要求更高吊車出租，目前只有少數風力較大地區的家庭采用了風力發電。不過美國風能協會表示，美國有大約1500萬個家庭適于使用小型的風力發電設備，除了中西部一些風力特別強的地區，還有很多地區也可以發展小型風電。而且，就單價來說，小型風電比太陽能發電更便宜。

一個不得不承認的事實是風速與風力發電機組輸出功率的數學模型，風力發電已經在美國起飛了，那些近百米高的大型風力發電設備為國家電網提供了大量電能風速與風力發電機組輸出功率的數學模型，增長勢頭高過太陽能。太陽能發電和大規模風電正是由于有了美國聯邦政府的補貼政策而得到快速發展。

2008年10月，美國國會宣布對小型風能項目的減稅額提高到30%。這一決議使擁有自己的渦輪風力發電機很可能成為美國下一個綠色趨勢。除了聯邦政府的補貼，目前美國超過20個州對風力發電都有鼓勵政策，這將使渦輪風力發電機的價格持續降低。如，紐約州能源研究和開發署將為消費者支付風力發電機初裝成本的50%。

據悉，在美國，太陽能和大型風能的市場主要被國外制造商主宰著，而美國本土公司目前控制了小型風能98%的市場。這使得美國本土企業歡欣鼓舞。有專家認為，即使是在目前經濟不景氣的情況下，美國國會的稅收減免政策也將使美國小型風能產業在2009年增長40%。

《科學時報》 (2009-2-19 A4 工程科技)