北京
風(fēng)力電機，這個東西現(xiàn)在可以說是越來越多。
過去乘坐火車去旅游，偶然在窗外看到風(fēng)機，都要凝望欣賞一番，而現(xiàn)在一個小時的車程就不知道要看到多少風(fēng)機，早已見慣不怪了。當然，風(fēng)力電機增多是一件好事，這說明人類利用清潔能源的比例越來越高，文明發(fā)展與環(huán)境保護之間正在逐漸走向平衡。由此我又想到一個問題，既然風(fēng)機在地球上如此好用，如果把它搬到其它星球上是不是也行呢？未來人類很有可能會成為一個星際物種，能夠在科技的加持下穿梭于不同星球之間。而人類的第一個旅居地很可能就是火星。
火星是地球的鄰居，距離足夠近，而且相比于周邊其它的星球，火星還算是相對“宜居”了。
不過，人類要想在火星上居住，還是必須建造火星基地，而要讓火星基地平穩(wěn)運行，電能是必不可少的。在火星上發(fā)電，哪種技術(shù)最優(yōu)？當然是可控核聚變了，不過這個未來能源何時能夠變?yōu)楝F(xiàn)實，現(xiàn)在還不太好說，所以我們暫且將其排除在外。還有哪些發(fā)電方式可用？太陽能是一個。
迄今為止，人類已經(jīng)先后向火星派出了幾輛火星車，這些火星車在火星上執(zhí)行探測任務(wù)，無一例外使用的全部都是太陽能供電。
但這只能應(yīng)用于火星車，卻不太適合應(yīng)用于火星基地之上。因為一個一人基地的用電量就可以達到火星車的1000倍以上，如果使用太陽能發(fā)電，那得鋪設(shè)大面積的太陽能板，而火星上的氣候條件又不是太好，風(fēng)沙很大，大面積太陽能板的維護是個很大的問題。既然風(fēng)沙大，那在地球上廣泛應(yīng)用的風(fēng)力發(fā)電會不會是火星的一個理想選擇呢？
火星雖然與地球很近，又有一定相似，但畢竟差別還是挺大的，風(fēng)力電機能不能在火星上用，還是得經(jīng)過科學(xué)的對比分析才行。
一臺風(fēng)力電機的理論功率與四個因素密切相關(guān)，即風(fēng)力電機的功率系數(shù)、大氣密度、風(fēng)速和風(fēng)力電機的葉片長度。風(fēng)力電機的功率系數(shù)就是指風(fēng)力電機將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率，該數(shù)值并不因環(huán)境的改變而變化，所以無論是在地球上，還是在火星上，都是一樣的。第二個因素是大氣密度，這一點地球和火星的差距就比較大了，因為火星的大氣密度只有地球的1/60左右。
這意味著在火星上建造60臺風(fēng)機，才能產(chǎn)生地球上一臺風(fēng)機的效果？
的確如此，不過別急，因為還有其他條件，比如風(fēng)速。在科幻電影中，我們看到的火星永遠都是風(fēng)沙漫天，這使我們誤以為火星上的風(fēng)速很快，而實際上火星上的風(fēng)速與地球差不多，快也只是快一點。不過風(fēng)力電機的功率與風(fēng)速的立方成正比，所以風(fēng)速快一點就能產(chǎn)生不小的優(yōu)勢，但仍然不足以彌補大氣密度過低帶來的劣勢。
既然如此，要想讓風(fēng)機在火星上達到如地球上一般的效果，就只剩下最后一個因素了，那就是風(fēng)機的葉片長度。
在地球上，我們沒有辦法把風(fēng)機的葉片做得太長，因為過長的葉片會因重力作用而變形，這對于葉片的結(jié)構(gòu)強度是一個挑戰(zhàn)。但在一蹦老高的火星上就不同了，火星的重力只有地球的0.4倍，所以把葉片長度提升2-3倍，完全沒有問題。此外，地球上的風(fēng)機多是用玻璃纖維制造的，如果把玻璃纖維換成更輕的碳纖維，葉片長度甚至可以做到地球的5-8倍，這樣算下來，差不多就能達到等同于地球上的風(fēng)機功率了。由此可見，風(fēng)力發(fā)電完全可以成為未來火星基地的一個供電方案。
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