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未来在火星上也可用风力发电 图：NASA/JPL-Caltech/USGS一个世纪以来，载人火星探险一直是人们迷恋的主题。随着科技的进步，科学家也开始研究移居火星的可能性。基本的工程挑战是巨大的。最根本的一个问题：从哪里获取稳定的能源？这将是任何人类探索外星球任务必须考虑的。而根据一项新的研究，这个问题的答案可能在火星的风中飘荡。现阶段，人们在使用机器执行外星球任务时，采用的动力来自太阳能光伏和核能。但夜晚和沙尘暴会对太阳能发电产生影响，核电的问题则在于核废料的处理。其实，火星风力发电在很早之前就已经被提出，但由于火星的大气密度只有地球的1%，需要更大的叶片才能产生足够的电力。此外，海盗号（Viking）和洞察号（InSight）无人登陆探测器的仪器都记录了低风读数——尽管着陆点特意选在低风区，导致利用风能资源被认为行不通。《未来人类火星任务的风能资源潜力评估》（Assessmentof wind energy resource potential for future human missions to Mars），发表于《自然-天文学》好消息是，近期发布在《自然-天文学》（NatureAstronomy）上的一项研究表明，火星风能资源确实可以被利用起来，为人类定居点提供电力。“我们很兴奋地发现，火星上有很多地方的风能资源足够强劲，可以利用风电机组弥补太阳能光伏发电的不足，提供非常稳定的电力供应。”该研究的第一作者、美国宇航局艾姆斯研究中心（NASAARC）博士后研究员维多利亚·哈特威克（VictoriaHartwick）说道。该研究团队以地球为原型设计了特殊的气候模型，以模拟火星的气候条件，以此来评估这颗红色星球上的风能资源。该模型不仅考虑了标准流体流量（standardfluidflow），还考虑了火星特有的自然要素，比如大气如何与地表相互作用。此模型还使用了先前火星观测的地形图、储热图、反照率图和尘埃图。它模拟了整个火星地表的风能资源模式和强度，包括随时间、季节以及有无沙尘暴的年份里的变化。研究人员测量了可用于火星的风电机组的最大和实际发电能力，综合了不同季节、一天中的不同时段和风沙活动等多种因素。与最大可用太阳能光伏发电进行比较后的结果显示，风电发电量超过了载人火星任务的理论电力需求。该模型显示，火星表面的风能资源在夜晚、黎明和黄昏时段、在每个半球的冬季中纬度和两极区域、在沙尘暴能遮住阳光的时候达到峰值。与地球上的山谷风类似，火星上也有沿着火山口边缘和火山高地的坡风，且特别强劲。此外，类似于地球上的陆上和海上风能资源，火星上也存在因温差产生的强大极地涡旋。这些地方的风力发电潜力最大。目前，研究人员在火星上确定了13个具有良好风能资源潜力的新地区，并认为美国宇航局的10个潜在着陆点区域有足够的风力发电能力。“这是人类探索火星道路上非常有趣和有用的第一步。”美国宇航局喷气推进实验室行星地球物理学家、洞察号任务负责人之一的布鲁斯·班纳特（BruceBanerdt）说道。哈特威克透露，下一步将使用超高分辨率的天气模型，通过放大指定区域以更好地了解当地地形和其他独特大气变化对小规模风能资源的影响。CWEA来源：EOSDasgupta,A. (2023), Wind could power future settlements on Mars, Eos, 104,https://doi.org/10.1029/2023EO230043. Published on 9 February2023.https://eos.org/articles/wind-could-power-future-settlements-on-mars编译：《风能》杂志叶无极欢迎风能行业相关研究机构、专家学者、产业分析师向风能专委会CWEA公众号赐稿，或进行联合风能产业研究。CWEA投稿邮箱：cwea40@cwea.org.cn，或请公众号后台留言gaojian@cwea.org.cn,《风能》杂志投稿专用产业研究服务：wengl@cwea.org.cn，文老师电话：010-59796665-3612杂志与报告订阅：cmwangwk@cwea.org.cn, 王老师电话：010-59796665-3605风能专委会2023年度活动计划安排点击阅读原文查看更多能源和风电行业专业报告，请关注风能专委会CWEA公众号，文章列表页右上角搜索“报告”，即可获取最新最全的报告。也欢迎您将CWEA公众号转发给朋友参考。如果觉得好，不妨动动手指点一下。 |