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超乎想像!突破天際的風力發電「巨塔」

  

美國將於亞利桑那州興建685公尺高的風力發電高塔,透過沉降原理每座高塔將能提供500萬千瓦的電力。(圖片來源:Solar Wind Energy Tower)

美國將於亞利桑那州興建685公尺高的風力發電高塔,透過沉降原理每座高塔將能提供500萬千瓦的電力。(圖片來源:Solar Wind Energy Tower)

 

說到風力發電,我們會直覺聯想到台灣西部濱海一支支轉個不停、狀似超巨大電風扇的風力發電機。風力發電深受自然環境限制,而且發電量較小,不過,在美國的亞利桑那州與墨西哥邊界附近,馬里蘭州的太陽風力能源公司(Solar Wind Energy)正預計興建有史以來第二高的結構物,這些超乎想像的巨大高塔,每座將可以提供500萬千瓦的電力到電力網絡中,徹底打破你我對風力發電的既定印象!

這些高塔利用沉降氣流發電,是一項極具野心的計畫。太陽風力能源公司已經取得1700英畝,相當於687公頃的一片空曠沙漠,只要亞利桑那州聖路易斯(San Luis)市政府點頭放行,計畫就能付諸實踐。

風力發電(新圖)

高聳巨塔在亞利桑那的沙漠中拔地而起

一旦計畫的兩座高塔完工,將大大改寫當地的天際線,當地居民將看見兩座巨無霸高塔如巴別塔般直通天際。高塔高度2500英尺,相當於685公尺高,比台北101還要再高上180公尺左右,世界只剩杜拜的哈里發塔在高度上仍能勝出!

這項計畫聽似癡心妄想,目前太陽風力能源公司的股價也十分低迷,不過聖路易斯市發展部門主任莎倫‧威廉斯(Sharon Williams)指出,這間公司的專業背景讓計畫看起來頗有一回事,尤其他們已經獲得了美國聯邦政府的贊同與允許。

沉降氣流提升發電效率

在乾燥炎熱的氣候環境下,高塔透過沉降氣流進行發電。在中空的巨大高塔內對位於高處的空氣灑水,會增加高處空氣的濕度與重量,較重的空氣開始沉降並逐漸加速,到達底部時風速可達每小時80公里,相當於台灣九級風的速度。高塔底端設有52座隧道,並於隧道內設置風力發電機組,當空氣快速由隧道中離開時便會推動葉片,產生可觀電力。

根據設計藍圖,每座高塔將產出610萬千瓦的電力,扣除掉100萬千瓦維持電廠運作,每座塔能提供500萬千瓦的電力到電力網中。

威廉斯表示,聖路易斯之所以雀屏中選,第一是因為該地氣溫夠熱,七月月均溫達攝氏41度;第二是附近多座軍事基地能提供詳細的地方氣候數據,有助於該公司設計高塔。

第一座風力發電塔預計於2018年動工興建,但是目前仍有許多障礙有待克服。例如高塔的興建將會影響當地3種受威脅的物種,要獲得市政府的開發許可,需要先通過環境影響評估。噴灑降溫的用水來源也是一大問題,太陽風力能源公司預計從74公里外的加利福尼亞灣(Sea of Cortez)引水,然而過程中需跨過美墨邊境,國際政治上的折衝也成為一大考驗。

預計興建的聖路易斯與加利福尼亞灣衛星影像。(圖片來源:Wikimediacommon )

預計興建高塔的聖路易斯與加利福尼亞灣衛星影像。(圖片來源:Wikimediacommon )

除此之外,聖路易斯市的失業率高達27%,威廉斯表示,太陽風力能源公司必須保證發電塔能提供當地居民必要的技術訓練與工作機會,以作為這些形狀怪異、看似工業用冷卻塔大幅改寫當地天際線的交換條件。

然而,這些令人歎為觀止的高塔可能與台灣無緣。台灣的地震與颱風讓高塔興建更加困難,潮濕的氣候讓沉降效果大打折扣,而在人口稠密的台灣,也不可能有人願意在家門口出現一座600公尺高的龐然巨獸。但不諱言,這些高塔顯示在追求更為永續的再生能源過程中,所能併發出的新奇創意與膽量,足供台灣借鏡。(本文由科技部補助「新媒體科普傳播實作計畫─重大天然災害之防救災科普知識教育推廣」執行團隊撰稿/2014年/4月)

本文原發表於行政院科技部-科技大觀園「科技新知」。歡迎大家到科技大觀園的網站看更多精彩又紮實的科學資訊,也有臉書喔!

責任編輯:鄭國威│元智大學資訊社會研究所

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關於作者

李柏昱

成大都市計劃所研究生,現為防災科普小組編輯。喜歡的領域為地球科學、交通運輸與都市規劃,對於都市面臨的災害以及如何進行防災十分感興趣。