龙卷风靠什么能源

龙卷风能源利用系统是全息能源的创新型清洁能源系统解决方案。它集多项国际领先的国家发明专利于一身，把龙卷风强大的能量原理应用于能源生产领域，并集成太阳能光热、垃圾与工业余热回收利用等多项可再生能源利用手段，构建“多能一体”基础热能供给模块，全程供能连续稳定、超低碳排放、24小时持续发电。由于全息能源“人造龙卷风发电”核心技术的关键作用，系统热能综合利用率理论上可以达到80%，具有其他热电系统无可比拟的低热高效优势，是一项在清洁能源领域具有革新意义的产业化推广项目。

从2002年的创想和理论研究，到2004年在重庆万州的初试，再到2007年的拓展研发，以及2016年成立绵阳全息能源科学研究院对“人造龙卷风发电技术”进行系统研发，“龙卷风能源利用系统”在全息能源专家团队的共同努力下，经历了一个不断探索、不断创新的研究历程，也取得了多项阶段性研究成果。“人造龙卷风发电技术实验场”的建设，意味着该项目再次取得重大研究成果将会指日可待。

龙卷风力大无穷，如果利用龙卷风的巨大风力进行发电，是一个很好的设想。自然界的龙卷风来无影，去无踪，来的时候飞沙走石，拔树倒屋，走了之后一片狼藉，难以驾驭，无法对其加以利用。但是，如果能人工制造可控制的龙卷风，用其利，避其害，就能为人类提供无限的绿色能源。

当自然界的龙卷风涡旋直径为200米时，其功率可达3万兆瓦，相当于10座巨型电站的功率。龙卷风的威力如此巨大，是因为气流旋转导致龙卷中心的气压极低，只有20kp

左右，而标准大气压是101?325kp

，因此，上升型龙卷风具有强烈的“抽吸”地面物体的作用，下曳型龙卷风有向地面“喷射”气体的作用。

既然龙卷风的直径可以小至几米，那么人工制造“龙卷风”就不是很困难的事了。首先，通过掌握对流层空气上升与下降的规律，使空气快速流动。可以沿陡峭山体或高层建筑，或者依靠高高的支架搭建一个大口径的管道，通过这个管道生成“人造龙卷风”。这个管道的内直径一般在3米以上，垂直高度达到1000米左右或500米左右。这样，可获得3～6℃左右的梯度温差动力，从而创造了一个能热空气上升冷空气下降的局部环境，空气流即可在管道内快速上升或下降。

对流层的温度随着高度的增加而降低，通过搭建大口径管道，达到相应的垂直高度，获取足够的梯度温差，即可为“人造龙卷风”提供原始动力。对于上升型人造龙卷风来讲，类似于烟囱抽吸烟尘，或类似于喀斯特地质区常见的四季吹风的“凉风洞”，一旦大口径管道内气体流动，即可引发一万多米高的大气柱以每平方米约10吨的重力向管内压迫。

在大口径管道内壁铸造或安装间断性螺旋脊(类似螺母的脊)，利用这种固相结构迫使管内流动气体沿螺旋脊旋转，从而形成中心呈负压的高速气旋，由此产生龙卷风效应。可以将这种螺旋脊铸造为“机翼形”，即一侧水平，另一侧弧形。弧形面气流速度较快，压力较小，因为管道固定，所以驱使气流向压力小的方向流动。弧形面朝向气流前进的方向，使气流前端压力小于后端压力，可使气体流动速度加快。

这种装置能让我们获取五种动力：一是大气梯度温差产生的空气温差动力；二是对流层气柱高出人造龙卷风生成管道顶端平面的气柱压力(连通器效应)；三是气流在管道内旋转产生的气旋中心负压(上升型龙卷风效应)或正压(下曳型人造龙卷风)；四是“机翼形”螺旋脊产生的气流压差动力(升浮力)；五是管道高端经常性的自然风对管道内空气的“抽吸力”。一旦管道内空气流动，龙卷风效应就在这五种力产生的宗合作用下生成了。

利用这种装置及方法既可以制造“上升型人造龙卷风”，也可以制造“下曳型人造龙卷风”。制造上升型人造龙卷风生成管道时，北半球铸造为逆时针上升螺旋脊，南半球铸造为顺时针上升螺旋脊。制造下曳型人造龙卷风生成管道时，北半球铸造为顺时针下降螺旋脊，南半球铸造为逆时针下降螺旋脊。利用“龙卷风”效应所产生的强大动力，可以带动低端管道内的风力发电机发电。

这样，气体上、下流动均可以得到充分利用，如若大力开发，对流层的大气完全能够满足人类对绿色能源的需求。原则上，在对流层一定范围内，铺设管道的垂直高度越高，梯度温差越大，气流速度越快，气流动力越大；管道内径越大，单位时间内流量越大，其功率越大；管道坡度越陡，气流阻力越小，流速也越快。所以，人造龙卷风的功率主要取决于龙卷风生成管道的内径、垂直高度(梯度温差)和陡度。具体操作时，可根据设计规模要求不同而定。一处陡峭高山可以同时建造上升型和下曳型人造成卷风发电装置。一套人造龙卷风生成管道设备可连接安装一个至数个大功率风力发电机组。这样，一处适宜山体可以铺设一条或数条龙卷风生成管道，这样可以建设中型至大型的人造龙卷风发电站。

人造龙卷风发电克服了现有自然风力发电的三大缺陷，即风能密度小、不稳定、地区差别大，为人类提供一种持续、稳定的大功率绿色能源。

龙卷风形成的过程：地面上的水吸热变成水蒸气，上升到天空蒸汽层上层，由于蒸汽层上层温度低，水蒸气体积缩小比重增大，蒸汽下降，由于蒸汽层下面温度高，下降过程中吸热，再度上升遇冷，再下降，如此反复气体分子逐渐缩小，最后集中在蒸汽层底层，在底层形成低温区。

水蒸气向低温区集中，这就形成云。云团逐渐变大，云内部上下云团上下温差越来越小，水蒸气分子升降幅度越来越大，云内部上下对流越来越激烈，云团下面上升的水蒸气直向上升。

水蒸气分子在上升过程中受冷体积缩小越来越小，呈漏斗状。上升的水蒸气分子受冷体积不断缩小，云下气体分子不断补充空间便产生了大风