風能是目前主要的綠色能源之一,而收集風能,將其轉化為電能的風力發(fā)電站也是目前國內外都在大力推廣的能源項目。在國外,這樣的風力發(fā)電站被形象的稱為風力農場(Wind Farms),往往陸地綿延數(shù)十公里,有些甚至直接建造于近海海域。
但是,目前風力發(fā)電技術還存在很多問題,并不是十全十美。比如大型風扇的轉動會對周圍鳥類造成威脅。其本身的維修也比較復雜。而在產生噪聲這一點上,風力農場的問題十分突出。
風力發(fā)電機的動力噪聲頻率在500~1000Hz,人耳較為敏感,噪聲波及范圍很廣,并且由于噪聲源位于離地較高的空中,無法進行有效圍擋,相當于高空放置了一個大功率的喇叭,周圍如果有人居住,將根本無法忍受。
而噪聲與振動,是一對密不可分的伙伴。聲音本身就是一種振動的表現(xiàn)。風力發(fā)電機的機械振動和低頻噪聲的頻率很低,人耳雖然對低頻噪聲本身并不敏感,但是這并不代表我們的身體就不受其影響。根據(jù)國外研究數(shù)據(jù),低頻噪聲對人體會造成多方面的影響,例如:4-9Hz的噪聲,會導致人體不舒適感;13~20Hz的噪聲,會引發(fā)一些頭部癥狀,和喉部腫塊,語速受到影響;5~7Hz的噪聲,會引起胸部疼痛;4~10Hz噪聲,會引起胃部疼痛,并影響呼吸。而從振動的角度分析,我們會發(fā)現(xiàn),人體主要組織的共振頻率,都集中在100Hz以下,也就是低頻范圍內。如眼球的共振頻率為20~90Hz,頭部為20~30Hz,腹肌為4~8Hz,膝關節(jié)為20Hz??梢?,低頻噪聲一旦與人體這些部位的共振頻率相吻合,將會導致這些部位受損。
而事實上,為了加大風力發(fā)電機的功率,世界各國都在新建越來越高的機組,越來越大的扇葉。目前世界上較高的風力發(fā)電機,已達150米,其扇葉旋轉面積足以覆蓋一架波音747。其產生的噪聲和振動,也隨之大幅增加。
目前,歐美發(fā)達國家正在研制一些低噪聲風力發(fā)電機,和低噪聲機械組件,但還都沒有投入實際生產應用。所以,目前根治風力發(fā)電機組噪聲的方法,只有“遠離它們”這一種無奈的選擇。國外風力發(fā)電站大都建在遠離人煙的地區(qū),也是處于這個考慮。
可以預見,隨著人類對土地開發(fā)的不斷進行,這樣遠離人煙的風水寶地將會越來越少,人與風力農場的距離,將會不斷縮短,噪聲問題則會離人們越來越近。
不可否認,風力發(fā)電給人們帶來了清潔的能源,非常復合現(xiàn)代綠色環(huán)保的理念。但這背后所隱藏的問題,同樣值得我們重視。尤其應該避免先開發(fā)后治理的惡性模式,盡早展開降低風力發(fā)電機噪聲與振動的研究。這才是真正享受綠色風能的和諧之路。
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