风能

中国去年在向可再生能源的过渡中达到了一个里程碑。 仅在2024年，安装了可持续系统，其容量相当于整个德国的电网。 因此，这个亚洲巨人巩固了其在可再生能源领域的主导地位。目前，中国控制着全球44%的太阳能和风能容量。 2024年的能源平衡揭示了这一点，显示出世界大国之间前所未有的差距。 根据智库EMBER的数据，中国的电力消费增加了7%，这意味着 额外的550 TWh。 尽管消耗了更多的能源，这个亚洲国家也加强了其可再生能源网络。 中国在可再生能源领域的绝对主导地位 中国在2024年底拥有1.4太瓦（TW）的风能和太阳能运营容量。 根据国际能源署（IEA）的数据，这一数字占全球总量的44%。 因此，在2023年至2024年间，该国安装的太阳能比美国历史上安装的还要多：一年内达到277 GW，成本为$0.033/kWh。 相比之下，美国安装了约41 GW，成本超过两倍：$0.070/kWh。 据报道，商业关税和资本成本解释了这种显著差异。 另一方面，RAND公司指出，中国的电网运营着41条超高压（UHV）线路，用于将能源传输数千公里。 最后，在能源储存方面，中国拥有全球电池（BESS）容量的三分之二。 此外，预计到2027年将达到721 GWh，是美国244 GWh预测的三倍。 此外，知识产权领域的领导地位 在知识和开发领域，SpringerNature报告称，在过去25年中，研究文章的增长惊人。 到2000年，中国的发表量是美国的十分之一，是欧盟的十一分之一。 到2022年，这种比例完全逆转。中国在科学期刊上的发表量比美国多47.5%，比欧洲多12.9%。 这个亚洲国家在出版质量上也处于领先地位。2022年，中国在Q1期刊上发表了约337,000篇文章，而美国为155,020篇，欧洲为248,640篇。 中国在可再生能源和技术能力方面的优势重新定义了全球能源权力版图。 向可再生能源的过渡现在在规模、投资和科学创新方面有了一个无可争议的领导者：中国。

在当前气候变化和对可持续能源来源日益增长的需求背景下，风能已巩固为能源转型的支柱。一项新的技术发展可能在风能历史上标志着前后的分水岭：城市紧凑型风力发电机，能够与传统大型涡轮机竞争。 由于能够在无温室气体排放的情况下发电，风能成为了化石燃料的不可或缺的替代品，化石燃料在该行业已主导了数十年。 风能：优势与背景 风能提供多种优势： 低环境影响，在运行期间无污染排放。 丰富和可持续性，在各种场景中可用，从农业用地到海洋公园。 历史多样性，自数千年前就用于磨粉和抽水的风车。 如今，现代涡轮机已成为减缓全球变暖的有效解决方案。但创新并未止步：新技术正寻求将其扩展到城市和工业环境中。 Ventum Dynamics和VX175风力发电机 挪威公司Ventum Dynamics推出了VX175，一款城市紧凑型垂直轴风力发电机，可能会改变城市和工业空间的可再生能源生产。 其主要特点： 紧凑轻便，仅两米高。 快速安装，仅需一天。 最高可生产1500瓦，即使在6米/秒的风速下。 使用的多样性，适用于住宅、工厂屋顶和商业建筑。 VX175在需要的地方产生清洁电力，减少对大型基础设施的依赖，并提供去中心化的解决方案。 空气动力学设计和全向捕获 VX175最具创新性的方面之一是其全向捕获系统，能够从任何方向利用风力，无需机械定向。 使用扩散器和固定导流环加速并引导气流至转子，能量损失最小化，即使在不稳定的风况下也能优化性能。 低环境影响和智能监控 VX175还因其对环境的低影响而突出： 噪音极小，在6米/秒时仅40分贝，相当于轻声交谈。 Ventum IoT软件，分析屋顶的气流以优化每个涡轮机的位置。 实时监控，可降低维护成本并提高运营效率。 挑战大型涡轮机的替代方案 凭借其紧凑的尺寸、快速的安装和在有限空间内产生清洁能源的能力，新型紧凑型风力发电机可能会削弱大型风力涡轮机的主导地位。 其潜力在于提供免费、高效和去中心化的能源，适应城市和工业用户的需求，并将风能扩展到以前不可行的场景。 像Ventum Dynamics的VX175这样的技术的出现标志着能源转型的一个转折点。这些新的风能收集器不仅补充了大型涡轮机，还使可再生能源的获取民主化，使其更接近家庭、企业和城市社区。

一个0.7千瓦的小型风力发电场使得内科切亚的技术学校1号“Mario A. Elpuerto”成为全球首个拥有此类可持续能源系统的教育机构。 专业技术课程的学生们在可再生能源领域完全安装了组成该风力发电场的两个风力发电机。 技术教育的世界里程碑：学校中的首个小型风力发电场 该机构通过今年增加第二个风力塔，在技术教育中实现了一个前所未有的成就，巩固了2024年开始的项目。 该小型风力发电场由一个300瓦和一个400瓦的风力发电机组成。 7º 2A班的学生在一个专业教师团队的陪同下，设计、建造并启动了整个系统。 “有了这第二个塔，我们成为全球的先例，”该机构表示，据《Ecos Diarios》报道。 因为在全球范围内没有其他技术学校拥有运行中的小型风力发电场，并且具有这种功率。 与示范项目不同，技术学校1号的系统是完全功能性的，并为机构的多个空间提供能源。 学生安装的小型风力发电场是什么样的，发展过程如何 该小型风力发电场是一个包含以下内容的混合方案的一部分： 风力发电机：300瓦和400瓦 太阳能电池板 电池组 12伏的内部网络 太阳能热水器 该系统为教室、图书馆和正在建设的新空间供电。 这一进展巩固了2024年开始的工作，当时学生们安装了第一个设备，使得教室能够通过可再生能源照明。 学生们是绝对的主角，从规划到最终安装。 Gabriel Burón, María Luz Lastenio Guzmán 和 Brisa Razo详细说明了每一个技术决策都是以专业标准作出的。 高度、位置、混合面板、调节系统和转子的效率都经过计算，以确保学习是实际且可应用的。 负责的教师团队，由Rodrigo, Ángel, José, Hernando, Martín, Verónica 和 Nacho组成，陪伴了过程的每一个阶段。 “他们是我们教育时的引导者，”学生们对《Ecos Diarios》表示。 学校管理层则提供了资源和协调以扩展该项目。 省级机构支持 及全球影响 第XX区技术教育督察洛雷娜·特兹陪同项目的教学部分。 在省级层面，布宜诺斯艾利斯技术教育主任埃尔萨·吉列尔莫和省级ETP/DET主任里卡多·德吉西支持了该倡议。 该项目获得了省级认可、国际提名和在西班牙的反响。 这一共同努力使得一个学校的想法成为了一个被国内其他地区和国外观察的教育模型。 同时，安装了由私营企业捐赠的设备，强化了技术和职业中学（EPS）的可再生能源培训。 通过其小型风力发电场，技术学校1号重申了其作为可再生能源领导机构的身份。 该机构证明了基于真实项目的学习不仅可以改变学校，也可以改变社区。 今天，该机构不仅培养技术人员：还培养能源转型的主角。

由于技术进步，出现了一种承诺改变能源市场的替代方案： 微型风力涡轮机，这些设备紧凑、安静且自动化，能够利用即使是最微弱的气流。 意大利公司GEVI Wind开发了一种垂直涡轮机模型，集成了一个人工智能系统，能够实时分析风力。 该系统每隔几毫秒调整叶片的角度，优化能源生产，使性能提高60%与其他类似型号相比。 内部软件收集有关风向、速度和湍流的信息，自动调整设备的运行。因此，涡轮机即使在微风中也能利用，并在强风中保护其结构。 操作和安装优势 动态调整过程减少了70%的结构负荷，延长了涡轮机的使用寿命，并减少了维护需求。 此外，其安装简单：不需要起重机或专业人员，并且可以在六小时内完成安装。这使得微型涡轮机成为小规模住宅或工业环境中实用且经济的解决方案。 紧凑的设计允许其安装在屋顶、庭院或小块土地上。仅有三米高和5.4米直径的转子，可产生3至5千瓦的电力，足以供家庭、邻里团体或小企业使用。 安静且互联 其最显著的特点之一是其低噪音水平，低于38分贝，相当于耳语。这使其即使在城市地区也是可行的选择，在这些地方，安静和和谐共处至关重要。 涡轮机永久连接到远程监控数字网络，允许全天候监控其性能和状态。技术人员和用户都可以实时访问数据，确保持续控制而无需人工干预。 环境影响和可持续性 从环境角度来看，每安装一千瓦可避免在其使用寿命内超过22吨二氧化碳当量的排放。这直接有助于联合国2030年议程的可持续发展目标。 此外，涡轮机采用可回收和轻质复合材料制造，减少了生产过程中的重量和环境足迹。 能源范式的转变 GEVI Wind的提案不仅代表了技术进步，也代表了能源生产范式的转变。面对大型电力公司的集中模式，这些微型涡轮机促进了分布式发电，电力在同一地点生产和消费。 这种方法减少了运输损失，允许更大的供应控制，并且与混合太阳能系统结合，即使在夜间或阴天也能确保持续的能源流动。 人工智能在安全性方面也起着关键作用：在极端天气条件下，系统会自动调整叶片以最小化阵风的影响，避免机械损坏并在无人干预的情况下保持结构稳定。 GEVI Wind的微型风力涡轮机在能源转型中标志着一个新的开始。紧凑、安静、智能且可持续，它们为寻求能源独立和减少排放的家庭和社区提供了现实的替代方案。 其发展符合全球向能源效率和材料可持续性的趋势，证明清洁能源的未来也可以是小型、分布式和可及的。

在中国南部的沿海省份广东，新的轮廓主宰着海洋地平线：数百台风力涡轮机矗立在南海，作为国家去碳化战略的一部分。 一些塔楼高达30层，该地区已集中了全球近15%的海上涡轮机。在未来五年内，当地政府计划将这一舰队翻倍。 面对风暴的能源：台风的挑战 这些设施位于全球最易受台风影响的地区之一，每年5月至11月，热带气旋袭击东亚，风速超过240公里/小时，如同9月的台风Ragasa。 “关键在于涡轮机不仅要抵御台风，还要利用其前期的阵风”，杨江海上风能实验室主任朱荣华解释道。 规范、认证和结构抗性 中国制定了“台风型”涡轮机标准，能够承受198公里/小时的持续风速10分钟。在国际上，国际电工委员会（IEC）建议“台风级”涡轮机指南，能够抵御205公里/小时的持续风速和高达290公里/小时的阵风。 尽管这些标准不是强制性的，许多涡轮机在极端条件下展示了实际的抗性，即使没有正式认证。 OceanX：双涡轮和超强混凝土的浮动平台 最引人注目的创新之一是由明阳智能能源开发的OceanX模型。该浮动平台支撑着两个相反方向旋转的涡轮机，这使得能源转换增加了4.29%。 灵活的锚固：基础固定在海底的一个点上，允许随风对齐 超高性能混凝土：比传统混凝土强四倍，能承受115 MPa的压力 根据首席设计师王超的说法，OceanX在台风Ragasa期间抵御了高达152公里/小时的风速。 金风科技：先进的监测和强化材料 公司金风科技使47台涡轮机在161公里/小时的风速下持续六小时，在九小时内产生了2.1 GWh的电力，足以为800个英国家庭提供一年的电力。 关键在于使用碳纤维、早期预警系统和实时监测，这使得在风速突变时进行动态调整成为可能。 持续的风险和学到的教训 并非所有涡轮机都能抵御。在文昌（海南），台风Yagi摧毁了七台新安装的涡轮机，这些涡轮机尚未连接到电网，因此无法进行主动保护。 根据中国财产和意外再保险公司的估计，经济损失可能达到6600万美元。 未来的适应：柔性叶片和下风设计 研究人员如露西·帕奥（科罗拉多大学）建议将叶片放置在电机后面，灵感来自于柔性棕榈树，可以用更经济的材料制造，并在不倒塌的情况下抵御阵风。 根据最近的研究，从1980年到2020年，靠近海岸迅速增强的台风数量增加了三倍。这迫使我们用可互换的组件和区域特定的策略重新设计涡轮机，特别是在电网较弱的岛屿上。 中国引领海上风能的韧性 随着未来十年170 GW的新海上风能容量的计划，其中60%位于台风区，中国在抵御极端现象的涡轮机方面成为全球的标杆。其经验可能对面临类似挑战的东南亚其他地区至关重要。 “热带气旋是一种威胁，但也是创新的机会”，夏丽·郭·拉尔森，丹麦技术大学教授总结道。 来源：BBC Mundo