海上風(fēng)能的未來(lái)，屬于……打蛋器？

爬上一座風(fēng)力電機(jī)，把它的葉片拆下來(lái)，扭成一個(gè)打蛋器，然后豎著插地上讓它轉(zhuǎn)。

恭喜你，你發(fā)明了更全能的風(fēng)力發(fā)電機(jī)。

它叫做垂直軸風(fēng)機(jī)。早在幾千年前的波斯，人們就用類(lèi)似的裝置來(lái)磨面；到了1931年，法國(guó)工程師達(dá)里厄把它變成了現(xiàn)代的樣子，試圖挑戰(zhàn)傳統(tǒng)風(fēng)車(chē)的地位，卻因當(dāng)年的材料限制而一度沉寂。而今天，它正準(zhǔn)備在城市和海上大展拳腳。

那么，它到底是怎么工作的？相比起傳統(tǒng)風(fēng)機(jī)，它有哪些不可替代的優(yōu)勢(shì)？它會(huì)是收集風(fēng)能的最優(yōu)解嗎？

首先，風(fēng)機(jī)分為兩派?，F(xiàn)在的風(fēng)電霸主，即我們常見(jiàn)的三葉片大風(fēng)車(chē)，叫做水平軸風(fēng)機(jī)。它像螺旋槳一樣，必須迎著風(fēng)才能轉(zhuǎn)。風(fēng)向一邊，它就得趕緊跟著偏航，否則效率大跌甚至受損。而它的葉片設(shè)計(jì)也極其復(fù)雜：長(zhǎng)度幾十米，從根部到尖端，角度都在不斷變化，像扭麻花一樣，就是為了確保各段都能吃到最佳風(fēng)能。

但另一派垂直軸風(fēng)機(jī)就完全不同了。它的軸像陀螺一樣豎在地上，不用轉(zhuǎn)頭，不挑風(fēng)向。東南西北隨便吹，怎么都能轉(zhuǎn)，所以叫“全向受風(fēng)”。而它的轉(zhuǎn)法也分兩種，一種靠“兜風(fēng)”推動(dòng)，簡(jiǎn)單粗暴但效率一般；另一種，就是我們說(shuō)的“打蛋器”，葉片形狀像機(jī)翼，當(dāng)風(fēng)吹過(guò)時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生側(cè)向“升力”，像被吸著一樣往前跑，轉(zhuǎn)速甚至能超過(guò)風(fēng)速，所以它的效率比前者高得多，也更適合做成大型裝置。

聽(tīng)起來(lái)不錯(cuò)，但問(wèn)題來(lái)了：如果垂直軸這么好，為什么我們現(xiàn)在看到的還是清一色三葉片？沒(méi)辦法，誰(shuí)讓它在效率上完敗水平軸呢！目前，商業(yè)型的垂直軸風(fēng)機(jī)效率普遍在30~40%之間，而水平軸風(fēng)機(jī)則最低40%起步，差距明顯。

但是，當(dāng)場(chǎng)景切換到海面，劇情開(kāi)始反轉(zhuǎn)——因?yàn)樵舅捷S的兩個(gè)弱點(diǎn)，在這里就變成了致命缺陷：重心太高和太過(guò)嬌氣。它的發(fā)電機(jī)、齒輪箱這些幾十噸的家伙，全都必須被舉到百米高空。維護(hù)一次要?jiǎng)佑镁扌偷踯?chē)，成本高得嚇人。而當(dāng)傳統(tǒng)葉片遇上了湍流，這種難受程度，就跟飛機(jī)遇到氣流一樣，輕則效率下降，重則結(jié)構(gòu)受損。

而未來(lái)風(fēng)電的主戰(zhàn)場(chǎng)正是深海！在深海里，風(fēng)機(jī)不能插地，只能漂著。這時(shí)候傳統(tǒng)大風(fēng)車(chē)的“頭重腳輕”就變成了麻煩：頂著幾十噸的重物，風(fēng)一來(lái)，整個(gè)塔架像被人推著晃，浮動(dòng)平臺(tái)必須做得巨大且昂貴，才能勉強(qiáng)穩(wěn)住。

而垂直軸風(fēng)機(jī)的發(fā)電機(jī)在底部，本身就是壓艙石。整個(gè)結(jié)構(gòu)像個(gè)巨型不倒翁，天然適合漂在海上。像海上風(fēng)電新勢(shì)力 SeaTwirl，就是把發(fā)電機(jī)直接放在水線附近，浮臺(tái)做得很小。安裝、維護(hù)不需要大吊船，成本大幅降低。

更妙的是大風(fēng)車(chē)的“尾流問(wèn)題”。水平軸風(fēng)機(jī)后面有長(zhǎng)長(zhǎng)的空氣尾流，一臺(tái)風(fēng)機(jī)得隔幾百米才能布下一臺(tái)，否則互相影響。而垂直軸風(fēng)機(jī)尾流短、擴(kuò)散快，同樣一片海域，可以布更多臺(tái)，總發(fā)電量反而更高。

所以雖然從“單機(jī)效率”看，垂直軸今天還干不過(guò)三葉片；但在“深海經(jīng)濟(jì)性”上，它有可能實(shí)現(xiàn)彎道超車(chē)——底盤(pán)穩(wěn)、不挑風(fēng)、便宜好養(yǎng)，這三件事一旦在海上組合起來(lái)，就是降維打擊。

所以，下次再看到廚房里的打蛋器，請(qǐng)保持一點(diǎn)敬意。因?yàn)楫?dāng)它被放大一千倍扔到海上，可就成了點(diǎn)亮城市的“超級(jí)英雄”。