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風的形成:
風能來自太陽能。
簡單來說,風的成因,是太陽照射地面受熱,在其上的空氣受熱而產生對流作用。這種對流就是空氣的流動,也就是「風」。
由於地球與太陽相對運動的結果,使地球上不同緯度、不同地形﹝高度﹞的地方,產生季節及日夜的溫度變化,而氣流之流動又受各地方溫度、氣壓、地形的影響,因此各地方的風向、風速均時時在變。
但大體而言,每一地方都隨地形、季節而有一特定的風向和平均風速,例如海邊往往有海陸風,白天往海吹,晚上往陸地吹,在山邊則有山風,白天往山上吹,晚上往山下吹,風在山頂峭壁常有亂流,在山溝常有所謂風口的強風區,因此我們必須熟悉各地風力的特性,才能有效運用它。
風能和陽光一樣,是取之不盡,用之不竭的再生能源。
公元前3300年,埃及船上的帆就開始在尼羅河上捕捉風能。 其後各國不斷發展太陽能,如中國在2000年前開始以風車的形式使用風能;阿富汗及波斯人利用風車幫助抽水灌溉和碾磨穀物。(資料來源:太陽能環保生活之本,香港大學出版社。)
時至今日,人們更利用風力來發電:透過建造多座「大風扇」,讓風吹動巨大螺旋槳車葉,便可驅動發電機,將風能化作電能。
風吹動風力渦輪機的葉片,從而產生電力。商業用風車在丹麥、西班牙、英國和美國很流行。在2001年,全球約有35,500座風能發電機組,為三百萬家庭提供電力。(資料來源:再生能源,綠色力量。)
香港首個位於大嶼山沙洲的風力氣象站已經啟用,風車高四米,由三片長一米的風葉組成,接駁電池,風令風車轉動,產生能源後,會儲存於電池,以作氣象站的能源。
風能的優點及缺點
優點
1. 風力發電沒有燃料問題,也不會產生輻射或空氣污染。
2. 風力儀器比太陽能儀器便宜九成多。
3. 風能和陽光一樣,是取之不盡,用之不竭的再生能源。
4. 風力分佈廣泛,蘊量巨大。
缺點
1. 由於風能來源於空氣的流動,而空氣的密度是很小的,因此風力的能量密度也很小,只有水力的1/816。
2. 由於氣流瞬息萬變,因此風的脈動、日變化、季變化以至年際的變化都十分明顯,波動很大,極不穩定。
3. 由於地形的影響,風力的地區差異非常明顯。一個鄰近的區域,有利地形下的風力,往往是不利地形下的幾倍甚至幾十倍。
風力的應用
由於風力的變動性,所以風力適宜直接應用於產生動力,推動機械﹝例如磨穀、灌溉等﹞。如果發電的話,也較適於電熱﹝用製熱油、熱水、熱蒸汽﹞用途,因電熱裝置本身會儲存熱能,因此對所發電能的大小,電壓的高低的起動需求較少﹝電動機就不行了﹞。如果想要利用風力發電供一般用電的話,那麼就必須另接貯能裝置,來調節有無;當風力多的時候,它可貯能,風力少時,它可釋放能量,彌補風力之不足。
風能從風車收集轉換為機械能,再經發電機、泵、攪拌式發熱器等轉換為其他形式的能量,必要時經過壓縮空氣、氫、蓄電池等貯存或運送,最後即可應用於各種能源消耗設備,以上這個流程即為風能的能源利用系統。
風的用途:
風,是一種天氣現象。主要是由空氣對流所造成的。地球受陽光照射,其受熱程度因地而異,導致氣壓不同,令空氣流動而產生風。空氣的重量造成了氣壓,不同地區的氣壓依空氣密度、地形、溫度、緯度都有所變化,因此產生了高低壓氣團,當氣壓高的氣團會自然的流向氣壓低的氣團,這股推力,就被稱為風。
氣象學裡,風具有兩個重要的元素,也就是風向與風速。