互动科普

风力涡轮机非常容易被闪电击中，如果这些高空旋转的庞然大物遭到雷击，无疑将是一场灾难，结果就是叶片爆炸，发电机和控制系统元器件烧毁。如何才能安全避开雷电，为找到解决方案，涡轮机制造商将目光投向了丹麦科技大学的高电压实验室（High Voltage Lab）。该实验室通过应用标准电气设备（如放电器球隙避雷器、变压器和电容器）的巨型版本，就可以产生巨大电弧——高达80万伏的交流电。利用该设备，制造商可以现场测试新涡轮部件或机械对电涌的反应。

“许多高电压实验室看起来和上世纪60年代的实验室有几分相像，”丹麦科技大学电力和能源中心（Center for Electric Power andEnergy）教授、副主管乔基姆·霍尔伯尔（Joachim HolbØll）说，“但我们通过应用最新的设备，在现场开展工作时得心应手。设备有些地方看起来有点老式，但这只是因为它的确能派上用场。”

同时，实验室还试图解决一个新问题：风力涡轮机所处的位置太高，经常会触发“上行闪电”。这种类型的闪电是自涡轮机自身的电场造成的，当叶片末梢触发到下行的闪电时就会产生。霍尔伯尔认为，闪电的方向不会改变涡轮机所需保护的形式。但了解这些，对模拟风力发电场遭受雷击的频率至关重要。现在，高电压实验室正通过理论论证和计算机建模，验证这一现象。2015年，风能为丹麦提供了42%的电力。