@ 2013.06.15 , 13:35

人造龙卷风发电

很多老人退休以后,麻将鸟虫逗儿孙,是到该享天伦的时候了。但总有闲不下来的,这里就有一位,Louis Michaud。

Michaud老先生,72岁高龄,儿孙绕膝。退休前是埃克森美孚的工程师,准备用他余下的金色岁月搞个龙卷风出来——没错,就是掀车推楼的龙卷风,计划用它来给全人类发电。

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现在Michaud需要做的,就是验证其想法的可行性。他已经建造了一个原型机,他把他称作:「大气涡流发电机」,这是一个2英尺高,4英尺宽的木桶,可以产生一束小小的,旋转上升的气流。当然,这缕飘然直上青烟还不能产生电力。但Michaud认为,一个比这大得多的,人工建造和控制的大气涡流,可以帮助制造他所说的「最讨喜的能源」。

老爷子一直对新能源抱有浓烈兴趣。几十年前,他还在美孚石油工作的时候,他就产生了用上升气流发电的想法。他曾想过用空气上升时凝结产生的水蒸气获取能量,但经过计算发现入不敷出,消耗的能源会大于产生的能源。这时候他意识到,如果制造一个可控的大气气旋,或者就是龙卷风,将会更加有效率,因为这将更加容易让运动的空气推动汽轮产生电能。2005年在加拿大的安大略省,他把这个想法做成了一个原型机:大气涡流引擎(□□E),一台可以制造小型龙卷风的装置。并为此成立了一家叫□□E科技的公司来推进这个项目。

要理解人造龙卷风是如何发电的,先得明白自然界中,龙卷风是怎么产生的。当靠近地表的空气温度比地面低20摄氏度,地面空气就开始上升,并持续旋转形成气旋。

□□E人工产生龙卷风的过程就叫中,Michaud建造了一个圆柱形的箱笼,底部可以吹进热空气,热空气可以来自于发电厂的废弃热水或者别的渠道。所有吹进的热空气都顺着一个方向流动,并产生涡流。涡流旋转上升,从底部入口卷起更多的热空气,最终,龙卷风的速度可以达到推动汽轮机叶片,产生电力。

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一台□□E原型机

目前为止,Michaud已经建造了7台验证机,但都只能产生20米以下高度的龙卷风,只能产生很小的电力。「20米以下的龙卷风产生的电力是微不足道的。」他说道。根据他的理论,随着涡流的增大,产生的电力也指数级地增长。

什么是制造龙卷风最简单的办法?答案就是发电厂。在他现在有的模型里,提供底部热力的是电能或者太阳能。但如果他能和发电厂合作,这部分能源几乎是免费的。发电厂自生就会产生很多被浪费的热力。□□E可以利用这部分能源,来启动龙卷风形成,这能让发电厂多生产10%~20%的电力,而不用消耗更多的燃料。Michaud理论上认为,这样可以产生15公里高的龙卷风(自然界龙卷风一般只有9公里高)。

Michaud认为这种能源要比最便宜的火电或者核电还要便宜一半。根据他的理论,地球表面所有上升气流蕴含52,000兆瓦的电力,他相信可以从中回收12%的能量发电,也就是6,000兆瓦——是当前地球发电总量的3000倍。

密歇根大学教授,大气对流专家 Nilton Renno 相信 Michaud 所言不虚,但这没那么容易就做到。而且Michaud的计划搞得他有点害怕,□□Es背后的理论基础是牢固的,但□□Es所需要的龙卷风的尺寸有点控不住,Renno说道:「问题是,你能造出一个龙卷风之前,你得知道怎么管住这样一个尺寸的龙卷风,我现在没有看到他有任何靠谱的方法。」

但 Michaud 为自己辩护说,这比所有发电方式都要安全,而且不会产生温室气体。

Michaud说:「龙卷风从发电站逃跑的几率很小,你就是从下面往里吹热气而已,只要你关了气阀,龙卷风就死掉了。」为了保险起见,肯定会设计多种杀死龙卷风的办法。比起来,你可以问问日本人,一旦出事,要把福岛核电站核反应堆关掉,而避免反应堆融毁的难度。

而且,你知道吗,如果你家附近有这样一朵会发电的龙卷风,它将吸收附近的热空气,等于杀掉了其它龙卷风,真的能降低自然界龙卷风灾害的风险哟。

但,这一切还是纸上谈兵。现在老爷子必须用事实,来证明自己的理论,因此,他必须把龙卷风搞大。

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□□Es工作原理图

在2006年他成立公司以后,Michaud承认他每天的人生目标就是找老板谈想法,骗点经费搞验证。他想过找政府资助,但也没结果,直到参加了[Thiel基金会](wiki)的一个新计划。这个慈善基金会由PayPal的合伙人之一Peter Thiel创立,Thiel最出名的应该就是他的Thiel Fellows计划,资助20岁以下,有项目的年轻人2年/10万美元创业金,代替在大学里混吃等屎。2011年11月,Thiel基金会启动了Breakout Labs计划,目的是资助革命性的发明创造走向应用。项目的首席科学家 Hemai Parthasarathy说:「我们试图资助那些大公司不愿承担风险的发明创造。」

2012年,Michaud老爷子加入了这个计划,他相信自己是个优秀的候选人,而且已经做好了获得资助的准备。2012年12月,□□Etec做为一家外国公司,第一个收到了Breakout Labs的300,000美金支票。这笔钱可以让老爷子与渥太华的莱姆顿大学合作,现在他的营地里,正在建造一台大型□□E验证机。这台机器直径26米,20英尺高,能产生100米以上的龙卷风。当建成以后,这台大家伙将能点亮一个灯泡,以证明龙卷风的发电实力。

Michaud非常感谢Breakout Labs的资助,虽然他知道手里的东西和发电厂比起来,只是一只小土豆。他说会把每个美分掰成两半花,以向大能源企业证明它的可行性。Michaud承认,就算在最好的情况下,也要花费2~3年的时间建造一台够大,可以实际应用的□□E。

未来,Michaud希望能和更多的大企业合作,他坚信□□Es的巨大潜力,将会成为将来的主要发电方式,一种高效的,绿色环保的廉价能源。减少矿物能源的消耗和温室气体的排放。当Thiel在决定是否要资助老爷子的时候,他问Michaud,□□Es的最大价值是什么?他说,□□Es将使每个人能得到更多的能源,将提高全人类的幸福,与消灭贫穷。让我们的龙卷风转起来吧,老爷子加油!


以小编的仅有的几句物理常识,其中有一条就叫「能量守恒」,于是我急切想知道这个东西的投入产出比,以确定这个□□Es的真实性,于是找到了老爷子的网站,貌似他们对中国大陆的老板也抱有期待,提供了些简体字的界面,反正我最后找到了□□Es背后的[理论基础]

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我砍不懂的,更多的论文这里,貌似第一篇还是杭州大学的(PDF),你们拿去看吧。

本文译自 popsci,由译者 Junius 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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