2007/10/18

Climate change, by using green energy?

八月剛回來沒多久,因為聽到有個在美國開公司作太陽能發電設備的 MIT 博士回來台灣募集資金,說:「風力發電會透過混沌效應改變氣候,只有太陽能是最安全的。」

聽了之後直覺反應就是「胡扯」,但是經過一番思索之後,覺得好像是個可以研究的主題(詳情後面再說),半夜爬起來寫信給還在念大氣的朋友,看有沒有人有興趣做做看的,我其實還蠻好奇答案會是什麼。

不過,現在一切好像有點遲了,今天看到荷蘭政府在徵博士後,進行風力發電廠的最佳化與局部紊流的模擬分析,人家好像已經意識到這個議題的可行性了。


從比較宏觀的角度來看,目前我們主要採用的能源,最終的來源都是太陽能。石化燃料是千萬年前被植物保存下來的太陽能;風力發電是幾天到幾年前的太陽能,被地球表面的地形分佈差異所保存下來;太陽能板想當然耳的是直接使用太陽能。這些能源的來源相通,只是從儲存到使用的時間尺度差異甚遠。

募資的先生所說的「風力發電會透過混沌效應改變氣候」並不是不可能,但是「只有太陽能是最安全的」就不見得正確了。不過想必他不是 MIT 的大氣博士,否則恐怕早被那些做 turbulence 的打到屁股開花。

想像風力發電在整個大氣的底邊製造 turbulence,就好像在一條大河的旁邊放幾個水車,多多少少會對整條河的水流有些影響。這個影響的過程屬於邊界層動力,turbulence 對整個水流的影響可以視為一種摩擦力,間接的使河水的流速變慢。

然而太陽能發電直接改變了太陽輻射在地球表面的分佈,就好像在大河的源頭把水分去做其他的用途,結果必然是河水減少。

如果將前面例子裡河水的變化比擬做氣候的變化,那麼無論使用風力發電或太陽能,都會對氣候有所影響,只是程度上有所不同罷了。至於有怎樣的不同,就是我前面所謂可以做的題目,必須先由收集相關的資料開始,然後建立估計的參數,再用數值模式分析,而荷蘭政府現在已經開始做第一步了。

目前看來我的老朋友們似乎都興趣缺缺,不過也是啦,趕快畢業比較實在~

2 則留言:

匿名 提到...

我不認為研究風力發電對"氣候"的研究會有多大的意義,畢竟風力發電所涵蓋的面積畢竟有限,對LOCAL的影響應該會較為顯著。所以荷蘭研究局部環流是有意義的。但是要說道對氣候的影響,恐怕是募資者的空想吧。要擔心的是風力發電對鳥類遷徙習性的影響反倒是比較要緊。

太陽能的應用似乎是未來的趨勢,其實我們也不用太擔心radiation budget的問題,因為太陽能技術還沒有好到可以將30%以上的能量轉換成可以有效使用的地步,大部分的solar energy還是轉換成熱能被大氣或地表吸收。再考慮一下使用的面積所會造成影響其實是很小的。但是相同的對於局部地區的影響還是會比較大。
真應該叫我老爸研究一下怎麼使用太陽能裝置來驅動冷氣,研究得出來就賺翻了.....

Ting S. Yo 提到...

Yes, you are absolutely right.

如果能用太陽能裝置來驅動冷氣,那真的是賺翻了。不過以目前的技術來看,好像裝置體積得要很大才有辦法有「冷氣」的效果。

前兩個月有看到用 CPU 廢熱驅動高轉速風扇,直接降低電腦溫度的研究,或許是個可以借用的靈感?