本文轉載自「創次方」，微信號 chuangcifang1。

對下次臺風來襲居然隱隱有些小期待。

事情是醬紙的，據說有位日本青年搞出了個風力發電機，強大得不得了，于是我就毫不客氣地開扒了。

為了供電，人類燒煤燒石油，結果把地球燒得水平面上升，于是清潔能源成為新能源戰略發展方向，核能更被認為是人類最具希望的未來能源之一。

藍鵝，2011 年 3 月 11 日，日本東北海岸發生了 9.0 級地震并引發海嘯，福島核反應堆冷卻裝置失效，放射性物質外泄。

福島第一核電站5號、6號機組

福島核事故成為繼前蘇聯切爾諾貝利、美國三哩島核事故之后，全球又一次影響嚴重的核事故。

前蘇聯切爾諾貝利核電站事故，歷史上最嚴重的核電事故，首例第七級核事件（第二例為福島核事故），造成9.3萬人死亡，27萬人致癌。

核電站事故危害性之大，讓人們不得不重新審視對核能的利用，深受其害的日本尤甚。

福島核事故之前，核能已占日本能源相當比例 ，事故發生后，日本境內 54 座核電站逐步關停，導致電力短缺，電價上漲，日本民眾對核能的信心不再，日本政府原定的提高核能使用比例計劃已不可能實現。

日本可持續發展研究協會就電力能源利用的遠期規劃

數據出處：《日本機械學會誌》2006，(7)

資源稀缺的日本，不得不將重點放在開發新能源上，尤其是較為豐富的太陽能。

不過，有位叫清水淳的日本青年卻認為，日本的風能更具有開發價值，因為不少地區年均風速都在 6m/s 之上。

而且，日本四面環海，處在太平洋沿岸，每年臺風定點臨幸，盛寵不衰，光今年就已經臨了六七回了，如果可以把臺風的能量加以轉化，豈不妙哉。

（日本：皇上，我求求你雨露均沾）

問題是，日本現在所用的風力發電機，大都是進口的歐式水平軸發電機，并不適用于臺風區，只能頻繁被臺風重創，或者直接人道毀滅，停電已成定局，利用臺風轉眼已是妄想。

風力發電的原理，是利用風力帶動風車葉片旋轉，再透過增速機將旋轉的速度提升，來促使發電機發電。

風力發電機有兩大類：水平軸型和垂直軸型，分螺旋葉式和馬格努斯式，其中馬格努斯式的垂直軸風力發電機尚未實用化。

這位不走尋常路的青年，想的就是開發馬格努斯式的全向型垂直軸風力發電機。

既通過全向軸，應對無法預測的風向，減少損壞。

也能抗強風，甚至是臺風。清水淳認為，只要發電機達到一定數量，即便轉化率低，一場臺風的巨大能量，也能產生足夠日本使用 50 年的電量。

至于「馬格努斯式」是啥，請聽下文分解。

馬格努斯效應（Magnus Effect），發現于 1852 年。

技術原理：

當一個旋轉物體的旋轉角速度矢量與物體飛行速度矢量不重合時，在與旋轉角速度矢量和平動速度矢量組成的平面相垂直的方向上將產生一個橫向力。在這個橫向力的作用下物體飛行軌跡發生偏轉的現象稱作馬格努斯效應。

旋轉物體之所以能在橫向產生力的作用，是由于物體旋轉可以帶動周圍流體旋轉，使得物體一側的流體速度增加，另一側流體速度減小。

好吧，說點人話。

先舉個栗子，當我們直直扔下一顆籃球，由于地球不真空，所以球有點偏移，但基本直落。

而當我們給籃球加上點旋轉力，即便我們直落扔下，它也會自動大幅度偏離軌跡。

原因就是發生了馬格努斯力，球在前進中，旋轉的方向一側與氣流同向，一側則逆向，同向一側對氣流產生粘性，帶動流速增快和氣流轉向，壓強變小，球被逆向一側的高壓強推動，產生橫向作用力，偏離軌跡。

球類運動中，就有許多與馬格努斯效應有關的著名瞬間， 譬如 1997 年，巴西和法國足球大賽中 Roberto Carlos 的任意球。

切換一下角度看，可以很明顯地發現，在所有人認為這顆球正朝著遠離球門的方向飛去的時候，它卻來了個回馬槍，把守門員殺個措手不及，這個方向突變，恰好展現了馬格努斯效應的風采。

讓我們回到清水淳的發電機模型，主體為三個滾動軸，以及中心軸。

當風來襲，轉動著的滾動軸將氣流分散到兩側，并產生一個垂直于風向的馬格努斯里，三個滾動軸共同作用，整個發電機就會轉動，轉化風能。一招乾坤大挪移，散其功，不正面受敵，推己力，四兩撥千斤，以柔克剛。

對于不同強度的風，通過調整滾動軸的轉速，達到一個能與之抗衡的力，即可實現效果。清水淳表示，開發成熟的發電機，可以承受 80m/s 的風力，超強臺風也扛得住。

借此，清水淳希望可以使未來的日本實現能源自給，有可能的話，還能惠及未普及電的國家或地區。

（清水淳的垂直軸風力發電機概念圖）

今年 7 月，清水淳的團隊將樣品安在了經常被臺風狠狠疼愛的沖繩。目前的樣品電力轉換率只達 30% ，略低于傳統風力發電機，不過只要能抵抗臺風，好處是大大的有。

問題是，小哥的樣品目前還沒遇到臺風，而且一旦成功，如何儲存這 50 年的電量也是需要科學家們頭疼的事，而試驗效果如何，讓我們拭目以待。

（清水淳和他的發電機）

實踐是檢驗真理的唯一標準，因為還沒實踐，所以仍是有不少人笑說小哥「癡人說夢」，但卻又不少人，覺得有夢想最可愛。

我想啊，人類之所以能以戰五渣之軀，過五關斬六將，成就如今這個條條大路通羅馬的明亮世界，就是因為敢想敢夢敢做吧。

畢竟數百年前，哪知道有「電」這種鬼東西。

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