.2019-2025 乙太網供電(PoE)解決方案市場規模

R&M explains Power over Ethernet Cabling


3S MARKET由於很多資訊提供者,對 IP 網路應用解決方案的專業度不夠,一直誤導這個市場的發展,使得這個市場十年來,沒有走向應有的應用與成長。

IP 網路應用解決方案,除了末端如攝影機、電話、照明……等設備的應用探討,最重要必須看網路環境的建置,而 PoE Switch 這些設備的探討,是一個重要參考的指標……


3S MARKET 整理

2019-2025 乙太網供電(PoE)解決方案市場規模,按類型(電源設備(PSE),受電設備(PDs));按設備(乙太網交換機和注入器、IP 攝影機、VoIP 電話、無線接入點);按應用程序(IoT) 連接性、門禁控制和安全監控;資訊娛樂、照明控制);按最終用途(工業[能源、石油和天然氣、電信、汽車和運輸];商業[辦公空間、零售、醫療保健]、住宅);行業分析報告;區域展望;成長潛力;競爭性市場佔有率和預測,為本研究調查主要內容。(資訊來源:https://www.gminsights.com/industry-analysis/power-over-ethernet-poe-solutions-market


乙太網供電解決方案市場規模,在 2018 年超過 7 億美元,預計從 2019 年到 2025 年將以超過 15% 的複合年成長率成長。

乙太網供電解決方案的市場需求,預計將急劇成長,因為 PoE 技術可以在一處集中電源,並提供高速連接,以支持業務環境中越來越多的無線設備。


例如,隨著物聯網連接設備的數量不斷增加,對可以融合數據和電源基礎架構,以滿足網路資產需求的解決方案的需求,在很大程度上增加了。 

PoE 技術被廣泛用於支持物聯網項目,例如智慧城市,智慧電網項目和智慧建築等。物聯網通信網路使用 PoE 為智慧基礎設施供電,從而滿足物聯網用例的需求。

加快 PoE 解決方案市場成長的另一個因素,是開發新標準以擴展對新網路設備的支持。監管機構正在不斷修訂現有標準,這將推動採用乙太網供電解決方案,以提供與網路連接設備,和物聯網用例的千兆連接。


到2025年,電源設備(PSE)領域,預計將佔乙太網供電解決方案市場佔有比率的 40% 以上,因為該設備被廣泛用於滿足受電設備的功率要求,包括無線接入點、攝影機、VoIP 電話, 和 PoS 終端。 

PSE 設備無需為每個受電設備,部署單獨的供電設備,從而節省了巨額成本。 為了滿足不斷成長的網路連接需求,和電源需求,許多國家管理機構和行業協會正在開發標準,以支持現有的非抱怨投訴的 PSE 設備。

PoE 解決方案市場,按設備劃分
乙太網供電解決方案市場中的,無線接入點細分市場,預計將在預測的時間表內,以超過 18% 的速度成長。 


由於這些設備使企業,能夠在連接到有線和無線網路的其他設備之間建立連接,因此室內和室外無線接入點的需求,將在預測的時間表內增加。 

支持 PoE 的接入點可在購物中心、體育館、大學校園和機場等高流量室內區域,提供無縫數據連接。 為了滿足企業網路不斷成長的網路連接需求,市場上現有的公司正在開發,符合最新 Wi-Fi 6 標準,並能夠以更高速度傳輸數據的接入點。

物聯網連接應用部分,在 2018 年佔(PoE)乙太網供電解決方案市場比率的主要部分,預計到 2025 年將以超過 30% 的比率佔領市場。


隨著物聯網技術在製造、零售、醫療保健,和運輸行業的垂直行業在不斷增加,支持 PoE 的交換機和路由器(為連接的設備提供千兆速度)的部署也將激增。 

政府的各種建設措施,例如工業 4.0 和智慧城市發展,還將透過使電源和數據共享,相同的乙太網電纜基礎設施,來逐步提高 PoE 解決方案的採用,以提高能源效率。

由於對能源、石油和天然氣、電信,以及汽車和交通運輸等工業領域 PoE 解決方案的需求不斷成長,預計 2025 年工業乙太網供電解決方案市場,將佔據 40% 左右的市場比率。

技術的進步以及物聯網在工業領域的日益普及,導致無線設備的數量增加。為了支持各種關鍵業務應用,這些設備需要高功率和連通性。

這導致乙太網供電解決方案(例如支持 PoE 的千兆交換機和路由器)的使用率上升,從而實現了高數據傳輸和低延遲,即使在惡劣的環境中,也能支持無線設備。

例如,在 2019 年 3 月,Digisol 推出了 L2 管理的 Din-Rail 工業千兆 PoE 交換機,以支持工業應用。該交換機監視關鍵問題的 LAN 基礎架構,並在惡劣的環境中運行以提供高性能。


乙太網供電按地區解決方案市場調查
北美乙太網供電解決方案市場,在2018年佔據了 40% 以上的行業比重,預計從 2019 年到 2025 年,將保持其在市場中的主導地位。

物聯網設備的成長,歸因於工業 4.0 計劃和數量的增加。無線設備(如智慧手機和接入點)以及網路連接的設備(如 Gateway、集線器和路由器),由於行動通信應用的上升趨勢,將刺激乙太網供電解決方案的市場規模。

該市場的成長還歸因於,該地區一些 PoE 解決方案提供商和有源設備製造商的存在,他們正在大力投資於其研發活動,以支持新產品的開發。在製造業中推動採用和工業自動化的政府支持性舉措和政策,將對市場需求產生重大影響。

D-Link DGS-1100-10MPP 8-Port Gigabit Managed PoE Switch

競爭市場情勢分析
PoE 解決方案市場中的公司,正在專注於新產品開發,以獲取有競爭力的市場佔有率。例如,在 2018 年 6 月,D-Link 引入了四個新的乙太網交換機,以支持製造業、石油和天然氣,以及採礦等行業的工業自動化應用。 

VoIP電話越來越多地用於支持商務通信,這也促進了無線接入點部署的增加,這將進一步促進市場成長。乙太網供電解決方案製造商,正在開發支持 PoE 的 IP 電話,以允許企業無縫通信。

在乙太網供電解決方案市場上,營運此領域的一些主要公司,包括有台灣的研華股份有限公司,其他如 ADI、Avaya、Belden、Broadcom、思科、康普集團公司、戴爾、euromicron AG、中國華為、Kinetic Technologies Holdings Limited、Maxim Integrated Products、Microchip Technology Incorporated、Monolithic Power Systems、NETGEAR、ON Semiconductor Corp、Silicon Laboratories、STMicroelectronics NV,和 Texas Instruments。

What are the benefits of power-over-Ethernet (PoE)?

行業背景
自帶設備(BYOD)和物聯網的成長趨勢,給企業 LAN 基礎架構帶來壓力,以滿足高連接性需求。早先,企業曾經部署一條單獨的電纜,用於電源和數據傳輸,這導致了巨大的營運和維護成本。

為了減少支出,他們開始使用基於 PoE 的佈線基礎架構,從而允許將一根乙太網電纜,用於數據和電力傳輸。預計 PoE 解決方案的需求,將在預測時間表內增加,因為它消除了在每個端點安裝額外電纜,或電源插座的需求,從而為智慧家庭、智慧辦公室和工業環境帶來了許多便利。

.談人工智慧如何賦能智慧交通

Security Risks Faced by Smart Cars and Intelligent Transport Systems


源:快资讯

隨著時代的進步,以及各種科技的不斷發展,讓我們的日常生活發生了巨大的變化,大數據技術和人工智慧技術的廣泛推廣應用,讓我們的生活變得更加方便快捷,而以此為基礎創建智慧交通管理模式,能夠對目前的交通問題,進行有效地解決,讓交通領域能夠實現規範發展,提高交通方面的管理效率。


行业 智慧交通,智慧交通,AI


無線感測技術和人工智慧辨識技術,是物體感知和標識的主要方式,同時也是建設智慧交通的基礎技術條件。

智慧辨識就是物品中,獨有的二維碼或是條碼等,能夠代表其身份的辨識標籤,在相關電子標籤中,記載著獨有的位置資訊和特徵,隨後透過人工智慧設備,能夠對這些資訊,進行準確辨識,隨後將讀取出來的資訊,上傳到控制系統中心,進行分析與決策。

無線感測網路,主要是在監控目標區域中,設置大量微型感測器,並由其組成全面的監控網路,各個節點之間主要是透過無線網路進行資訊交流的,其主要的突出優勢就是部署方便、低成本運行和靈活佈置等特徵。

智慧交通中的感測器,主要包括匯聚節點,和採集節點等兩部分內容。比如每一單獨的採集點,實際上都是一種小型的資訊處理系統,能夠自動收集負責區域內的數據資訊,隨後將收集上來的各種資訊,統一傳送到其他的節點當中,或是傳送到節點匯聚中心,匯聚節點再將綜合資訊,發送到處理中心進行統一處理。


智慧交通系統中的各個模塊,目前還處於一種單獨作戰,資訊分離的狀態,從而無法促進各個數據資訊之間的有效連接,導致數據浪費現象較為嚴重。

智慧交通雲是以交通服務領域為主要目標的,屬於一種融合雲計算的管理技術,同時還具有雲計算中的資源統一分析、資訊安全與海量資訊儲存等優勢,為城市交通的數據管理和共享,提供有效的管道。

雲計算實際上就是指在網路中,集中大量高速電腦運算,從而形成一種大型的虛擬資源管理場所,能夠為遠端網路終端用戶提供儲存與分析計算的服務,用戶可以租用服務商提供的雲計算服務,而不用另外購買各種獨立硬體。


和雲服務十分相似,智慧交通中的雲端服務,可以分成軟體服務、平台服務和基礎設施服務等三種內容。雲處理平台也是智慧交通主要的研究方向,能夠對海量數據進行分析、計算和儲存預處理等工作,從而降低數據即時儲存壓力,提高開發潛力。

智慧交通中的數據資訊具有異構性、多樣性和海量性等特徵,從而增加了數據資訊的處理難度,簡單到來往車輛、各種交通設施的數據收集,複雜工作像是交通事件中的檢測判斷等工作,都離不開數據的處理工作。

而智慧交通中較為常見的處理技術,包括數據可視化、數據活化、數據挖掘、數據融合等技術,此外,還應該對數據進行選擇上傳,從而維護好個人隱私。

數據融合也涉及到決策、通信以及人工智慧等多個領域的數據處理技術,可以從決策層、特徵層和數據層等三種角度出發,全面探測多源資訊。

因為數據融合這一過程,還會涉及到大量的感測器和資訊獲取工作,因此在正式進行融合工作之前,還應該對相關數據空間和數據時間進行預處理,透過對準時空,能夠有效避免數據管理混亂狀況,促進數據可靠性和一致性的有效提高。


在現代城市發展過程中的一大問題,就是交通堵塞,想要徹底解決城市發展中的這一頑疾,就需要以現代化高科技技術為支撐,建造城市中的智慧交通系統,從源頭入手徹底解決城市擁擠的問題。

在智慧交通系統當中涉及到雲計算、大數據和人工智慧 AI 技術等多種先進的科技,充分利用各種交通資源,促進交通成本的有效降低,讓交通領域能夠順利發展。

智慧控制系統中,還包括即時反饋、集中指揮、雲端處理和資訊採集等,幾種重要的板塊。城市中的計程車司機、城市交警以及影像監控系統等,是主要的資訊採集源泉,將所收集到的資訊數據,即時傳送到城市指揮中心,隨後由相關電腦系統,對大數據進行集中分析,並制訂出城市交通的優化方案,將其反饋到相關管理人員和交通設施當中,從而對城市交通進行智慧掌控。

比如城市交通中的重要組成因素紅綠燈系統,傳統的運行模式都是根據固定的時間進行變化,從而容易導致某一方向中,出現嚴重塞車等問題,但是在智慧交通系統的管理控制之下,能夠結合所收集上來的車輛速度、數量以及分布密度等因素,對相同方向中的路段進行智慧分析,隨後結合相應的分析結果,科學調控紅綠燈的轉換,能夠促進車輛等待時間的有效降低。


城市交通系統當中包括輕軌、地鐵捷運、出租計程汽車、電車和公共汽車等部分組成,而上述幾種交通方式,都有單獨負責管理的機構,隸屬於不同部門,同時處於一種分割營運的狀態,從而降低了不同交通方式之間的轉接效率。

導致各個交通工具之間的協調配合能力較差,對交通整體的運力發生產生一定的不良影響,為此應該採取有效措施即時解決,以智慧調度系統為基礎,對城市整體交通運行狀態進行科學規劃,從而讓各種交通方式之間能夠進行有效的配合,促進各個交通環節的有效銜接,形成一種良好的交通網路,讓乘客能夠方便出行,促進交通效率的全面提升,降低空載率,促進城市交通資源的充分利用。

私家車在城市交通系統中,佔據著重要的地位,和城市中的公共交通相比,私家車在日常來往中具有一種自由化、個性化和分散化的特徵。

而智慧交通的作用,主要可以體現在對於私家車的引導和服務上,比如透過電子導航、路面顯示器,以及城市電台等工具,為私家車即時傳送交通資訊,以及路面交通狀況,引導私家車有效避開城市中的交通擁堵地段,幫助私家車科學規劃出行路線,對於城市中的停車難題,可以設計出相應的停車管理模塊,並將一些公共停車區域的數據資訊,容納到城市交通管理系統當中,讓私家車出行可以根據手機相關 APP 軟體,來查找空餘停車位,促進停車資源的高效利用。


透過智慧警示系統,能夠進一步提高公眾的科技出行觀念,對於城市交通中那些翻越護欄、車輛逆行、闖紅燈以及違反導向行駛等違法行為,進行有效地懲戒。

在人臉辨識和車號辨識等人工智慧辨識技術的基礎上,利用警政機構中的相關資訊系統,能夠對其進行準確定位,從而將具體的警示資訊,傳送到違法人員的手機當中,或是利用城市中的公共顯示螢幕,來曝光具體的違法人員,讓交警人員對其法律責任進行追究。

科技支持、資訊鋪路,智慧城市主要是以各種先進的高科技為基礎建立起來的,為此應該充分利用各種技術,包括數據通訊系統、電腦運算處理系統、數據採集系統等,同時還應該重視人工智慧技術的合理運用。



任何顏色車牌——都拍攝的清清楚楚!

.本田計劃 2025 年回收廢舊鋰離子電池生產鎳鈷合金,瞄準儲氫市場


Lithium-ion Battery Recycling Solution


來源: 盖世汽车网


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據外媒報導,日本汽車製造商本田汽車(Honda Motor)公司的一名高管表示,該公司計劃到 2025 年,使用廢舊鋰離子電池作為原料,開始生產鎳鈷合金。

本田的混合乘用車車型都配備了鋰離子電池。當地時間 3 月 1 日,東京舉行了資源回收博覽會(Resource Recycling Expo),本田汽車公司循環資源推廣部門總經理Tomokazu Abe在會上表示:「從 2025 年,本田將回收利用大量廢舊鋰離子電池,到時,我們將準備好加工廠。」


目前,本田共生產 14 款混合乘用車車型。據本田所說,其混合動力汽車銷量佔其總銷量的 26%,而且在 2018 年售出了 747、177 輛。Abe還表示:「到 2030 年,本田可能會生成 30 萬輛配備鋰離子電池的汽車。」本田的計劃是使用廢舊電池的陰極生產鎳鈷合金,目標是儲氫市場。

Abe 表示:「根據 2017 年的市場價,從一輛飛度(Fit)車中,我們能夠回收價值 4000 日元(約合36美元)的鎳和鈷材料。」目前為止,該公司鎳回收率達 99.7%,鈷回收率達 91.3%,錳回收率達 94.8%。

Abe 談到:「人們擔心鎳和鈷材料會短缺,而且擔心幾年後回收成本將降低。」 Abe 估計,目前從廢舊電池回收金屬的成本為每公斤 100 日元。但是,回收公司的知情人士表示,因為電池供應量有限,而且缺乏成熟的回收技術導致效率低下,目前回收的成本較高。Abe 表示,可以透過控制運輸成本,以及使用機器人拆卸汽車,從而降低回收成本。
本田計劃將此類二次合金作為金屬氫化物(MH)出售,用作儲氫罐用合金。日本制鋼所(Japan Steel Works)的一位高管表示,近年來,日本的金屬氫化物合金需求成倍成長。該公司生產此類合金,以及儲氫罐已經超過 30 年。

日本制鋼所的儲氫罐由金屬氫化物合金組成,此類合金由 60% 的鎳,30% 的鑭和鈰以及 10% 的矽樹脂組成。鎳合金在與氫接觸時會發生膨脹,加入樹脂可以控制膨脹。據日本制鋼所所說,生產一個直徑為 4,200 毫米,高度為 550 毫米的儲氫罐,需要使用 4 噸此類合金。


.工業物聯網可以讓機械自動修復

Spotlight on the Industrial Internet of Things (IIoT)



來源:物联之家网


  

研究人員說,機器嵌入的物聯網感測器,不僅可以監控機械故障,還可以讓機械自動修復。
  
由於工業物聯網(IIoT)的運用,生產停機時間減少了不少。科學家認為嵌入式感測器,及其收集的大量數據,可以打造能夠「自愈」的製造業設備。
  
一個富有激情的 SelSus 項目,就是基於這個概念建立的,目前多個歐洲學術機構和製造商(包括福特公司),已經參與到這個項目的探索研究中。
  
團隊的想法是,不僅僅能夠在生產過程中發現故障,而且還可以透過基於數學算法的自我修復程序,來自動修復潛在問題。科學家說,設備診斷應在設備故障之前就進行,「自愈」能力將使設備監控達到一個新的高度。
  
德國 Fraunhofer 製造工程與自動化研究所(也是 SelSus 項目的參與機構之一)的 Martin Kasperczyk 在一則新聞稿中說:「該項目的目的不僅是監控機器和組件的運行狀況,還可以讓系統能夠早期檢出,潛在的薄弱點或者磨損跡象,以便讓系統能夠早期預測潛在故障。」
  
甚至在某些情況下也應該能夠自動修復這些故障。


  

團隊已經取得了一些進展。由歐盟資助的研究合作夥伴開發的系統之一  —— 用於生產發動機的機器臂,該裝置能在發生故障時進行自我修復。研究人員說:「如果它監測到了阻力,它會自動避開而不至於弄斷自己。」
  
該系統還可以預測,電纜在負載情況下斷電的可能性。
  
「自愈」技術如何運作
網路傳感器驅動技術,主要基於計算概率的貝葉斯網路數學模型。它與學習軟體一起分析機器如何運行,成為算法組合的一部分。
  
這其實並不容易。
  
Kasperczyk 說:「僅僅透過編程幾種算法,並不能夠達到目的。」
  
模型數據在機器安裝時獲取,並在負載下進行測試,然後將其與實際運行狀況進行比較,並向人機操作介面提供警報。
  
Fraunhofer IPA 的 Michael Kempf 在項目網站上的說:「主要的挑戰是建立決策模型和仿真模型,以反映真實的製造環境。」


  

連接到物聯網系統的聲音感測器,可以預測機械故障。超音波和振動採樣感測器聯合相關算法,可以基於機器生產時產生的噪音向服務商發出通知,因為一些聲音可能提示故障,如果設備異常,發出的聲音也會不一樣。

Sel Sus (自我維持製造系統的健康監控和終身能力管理)項目,另一個參與者是瑞典家電製造商伊萊克斯,它需要一個決策支持系統來預測洗衣機製造廠的故障。透過感測器監控一些可能造成故障的指標,如過度用電、產熱以及機油的使用等。SelSus 項目提供的數位處理技術,最終能夠保障工廠持續運行。

SelSus 的研究人員說:「大問題通常只是由一個小缺陷,或正常的磨損所造成。然而,如果沒有檢測出來,可能會導致設備停機甚至生產中斷。」214171201
AKD 寰楚專業級全系列監控設備

.全球變暖或將影響風能資源分布 風電開發潛力南移

The Future of Wind Power? 
- Kite Power Systems



來源:北京日报
美國科羅拉多大學研究人員,在《自然·地球科學》期刊發表研究成果,指出全球變暖,或將對世界範圍內的風能資源分布產生深遠影響。到本世紀中後期,北半球可供利用的風能資源將大量減少,南半球一些地區風能資源,則可能急劇增加,風電開發潛力整體向南轉移。

1.風能資源分布或向南半球轉移

全球变暖或将影响风能资源分布 风电开发潜力南移

極地冷,赤道暖,南北半球中緯度地帶常年盛行西風,也叫熱成風。這一道風帶中,平均風速比其他地方更大,聚集了大量的風能資源,並覆蓋了北半球許多國家。在氣候變化的背景下,中緯度西風帶的變化會直接影響風能資源的利用潛力。

美國科羅拉多大學的最新研究成果認為,全球變暖或將對世界範圍內的風能資源分布產生深遠影響。到本世紀中後期,北半球可供利用的風能資源將大量減少,南半球一些地區風能資源則可能急劇增加。

研究人員利用超級電腦的模擬結果,對未來兩種不同的溫室氣體排放情景下,風能資源的演變進行探討。

第一種是中等排放情景,假定碳排放量在本世紀中葉達到最高,隨後保持穩定;到本世紀末,大氣中二氧化碳濃度約為目前濃度的 1.5 倍,全球平均氣溫增暖攝氏 1.1 至 2.6 度。

第二種是高排放情景,對應能源結構改善緩慢、缺乏氣候應對措施的發展模式,碳排放量將持續增加,大氣中二氧化碳濃度在本世紀末超過當前 3 倍,全球氣溫升高攝氏 2.6 至 4.8 度。

結果顯示,無論在中等排放情景還是在高排放情景下,北半球的風能資源都將整體顯著減少,尤其是包括中國西北、西伯利亞、東北亞、美國、加拿大、英國、地中海沿岸等在內的中緯度地區,即沿北半球西風帶一線。在高排放情境下,到本世紀末,內蒙古至東北一帶的風能資源,甚至將減少 10% 到 20%。

南半球的風能資源在中等排放情景下變化不大,在高排放情境下卻將整體大幅增加。尤其在高排放情景下,到本世紀末,巴西東部和澳洲東北部的風能資源,將迅速增加超過 40%。

2.原因在於南北極增暖幅度不同

全球变暖或将影响风能资源分布 风电开发潜力南移
北極增暖相對更為明顯。

這種差異的產生,或歸根於全球變暖以不同方式,影響南北半球的風帶演變。在北半球,北極增暖與海冰消融,是一個互相促進的正反饋過程,以至於在全球變暖的大背景下,極地增暖更為明顯;於是,赤道與極地之間的溫度梯度被削弱,中緯度西風帶風速整體減小。

一些模擬結果也指出,由於高緯度增暖顯著,中緯度地區南北側的冷暖對峙減弱,風暴系統的活動整體減少,也是風能資源減少的一個原因。

而在南半球,尤其在高排放情景下,南極增暖不如南美中部、非洲南部和澳洲的陸上增暖明顯。這部分大陸與同緯度海洋間的溫度梯度增大,成為主導風帶強度變化的因素。

陸地變暖更快,陸上熱低壓增強,海陸氣壓梯度增大,風速增大,風能資源因此增加。除南極洲外,南半球大陸主要分布在熱帶和副熱帶地區,所以整體風能資源的增加,也以熱帶和副熱帶最為明顯。

而值得一提的是,在南美和澳洲的中高緯地區,風能資源仍趨於減少,和北半球類似。

3.北歐極端大風出現幾率反而增高
西風帶內常見南北冷暖氣團的對峙,又叫鋒面。如果大氣中有小擾動發生,譬如某一方氣團主動移向另一方,氣團運動軌跡在地轉偏向力的作用下發生偏轉,就會誘生出大尺度的大氣渦旋,又叫鋒面氣旋。

從氣候角度而言,鋒面氣旋頻繁發生並通過的地區,便是「位於風暴軌跡上」的地區,平均風速也通常比其它區域更大。

但想要利用風能,並非風越大越好。極端的猛烈陣風反而會對風車造成破壞。風車的設計一般基於能應對若干年(譬如50年)一遇的最大風等等標準,這個標準跟當地氣候背景的統計數據直接相關。

科學家們使用超級計算機對北歐的模擬結果表明,若全球氣候變暖,中緯度的「風暴軌跡」會整體向北移動,鋒面氣旋的數量會減少,但單個風暴的強度增強。由此一來,北歐地區的極端大風出現頻率會升高,強度也會增大。這對按過往氣候數據標準設計的風車而言不是好消息,也意味著新建風電場必須考慮在將來承受更強的風暴襲擊的可能性。

與可能增大的極端大風相對應,海上的極端大浪也會隨之增大。對北大西洋未來風浪演變的研究顯示,目前「20 年一遇」的大浪,在 2080 年可能每 4 至 12 年就會出現一次;對歐洲北海的氣候模擬顯示,到 21 世紀末,海浪平均高度會上升 5% 至 8%。

由於陸上空間有限且摩擦阻力更大,海上風力發電正是當下發展的熱門方向;而風和浪的雙重考驗,對中緯度地區近海風電場的建造,提出了新的挑戰。不過,在緯度稍低的地區,譬如地中海沿岸,由於風暴軌跡朝北移動,未來氣候展望中的風浪反而會減小。

4.增暖對於高緯度地區是把雙刃劍

全球变暖或将影响风能资源分布 风电开发潜力南移

在高緯度或北極地區,寒冷的天氣是阻礙風能發電推廣應用的一個原因。風車葉片暴露在零下溫度的潮濕空氣中,存在結冰的風險,而一旦結冰,葉片將失去平衡、阻力增大,風電轉換的效率將因此降低,而且存在安全隱患。

據統計,在芬蘭,9% - 45% 的風車停轉事件,都和結冰有關。當然,設計不易聚集冰雪的葉片、使用電流加熱等方法,能一定程度上克服結冰的問題,但這也會讓運行和維護的成本變高。

氣候變暖對於這些地區而言,可能是一個好消息。超級電腦模擬結果顯示,無論假設的升溫是大是小,在本世紀末,高緯度地區的霜期均會明顯縮短,結冰頻數大幅下降。

在斯堪的納維亞半島的一些地方,結冰頻率甚至將會下降100%。與此同時,由於風暴軌跡北移,高緯度帶也會更頻繁受鋒面氣旋系統影響,潛在風能資源變得更充足。於是,一些原本不適宜佈局風電場的區域,將來可能成為開闢風能資源的新領地。

與氣溫上升相對應,高緯永凍土地帶也會因而縮減,而這會帶來利弊兩方面的影響。一來由於凍土層的範圍和深度減小,輸電線路鋪設、風電場建造等會變得更加方便;二來若凍土層持續消融,風車基座如何設計也成了問題,因為風車和土壤之間的受力和支撐關係將持續改變,稍不平衡就會有倒伏的風險。如何權衡其中得失,減小風險擴大效益,還得靠工程師們的智慧頭腦。

不僅對陸上風電場,增暖對於高緯地區的海上風電場,也有多重影響,尤其對海上風電場數量成長最快的區域 —— 歐洲而言。對未來海冰演變的研究發現,北波羅的海及波的尼亞灣一帶的海冰覆蓋天數,將從目前的 130-170 天減少到本世紀後期的 0-90 天,不少區域甚至將終年不封凍。

而海冰減少,會使海上風車的基座穩定性變差,且更易受到大風大浪的破壞。與此同時,海平面上升也會增加,風車基座被淹沒的風險。不過,冰川消融會使海水鹽度降低,這將有利於減緩海水對風車基座,和傳輸線路材料的腐蝕。

延伸閱讀:酒泉等風電場潛力或下降
目前,世界最大的風力發電基地,位於對岸中國甘肅酒泉。截止到 2012 年,風電裝機容量已超 6000 百萬瓦特,相當於能供給英國全國的電力需求,而這一數字還在不斷上升中。

甘肅位於忠國西北-蒙古地區風能富集帶,常年風速較大,風能密度超過 150 瓦特每平方米,是中國投建風電廠的理想場所,也對當地就業、稅收、經濟發展起到了重要促進作用。


若氣候變暖持續,這一區域的風電潛力很可能隨之下降,現有風電設備的潛力無法得到充分發揮。包括中國和美國兩大能源消費巨頭在內,北半球中緯度地帶的許多國家,都將面臨同樣的問題,這也將給人類節能減排目標的實現增添更多壓力。

研究人員指出,當前風力發電能力的評估和佈局大多基於過去的氣候資料統計,而很少考慮受將來大氣環流受人類活動影響發生變化後,對風能資源分布的影響。新研究對未來風電廠佈局的經濟性和可持續性、為決策者衡量和規劃替代能源的策略提供了新的參考。