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要突破200米极限 Google X瞄准高空风能

高空风能的巨大潜力,正吸引越来越多的创新公司加入研究高空风能技术的领域中。

 |  张慧
图片来源:华盖创意

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在过去十多年中,众多风机在全球各地树立,但这些风机的高度基本不超过200米,无法利用更高的风资源。

2013年,谷歌公司的创新实验室Google X,收购了位于加州的风力发电创业Makani Power,将高空风能技术带入公众视野。

国内外一些公司开始开发高空风能技术,将目光转向200米以上的风力市场。

高空的风能资源条件是低空风能的数十倍甚至上百倍。这一潜力正在吸引更多的公司加入其中。

3M公司投资的自然科技系统(Nature Technology Systems)、DSM风险创投投资的天帆(SkySails)技术、荷兰皇家航空资助的Ampyx Power公司等等。

理论上讲,与目前主流的塔柱式风机相比,高空风能技术具有诸多竞争优势。

在一定范围内,越高的空中风速越大,风机发电的效果越好,年利用小时数越高。

根据斯坦福大学的研究,高空风能发电的潜力巨大,超过目前全球总用电需求的100倍。

2014年6月美国有线电视新闻网(CNN)评出2014年可能改变世界的十大发明中,高空风能项目位列其中。

Google X实验室总监阿斯特罗·泰勒(Astro Teller)曾对媒体表示,这个项目对全球未来能源的影响深远,因为构想成本很低,部署也相对容易。

Makani Power采用的是类似风筝式技术,看似飞机的风机上安装了多个螺旋桨,用一根电缆线与地面基站相连,放飞到一定高度时,风力带动螺旋桨运动发电,电力通过缆绳输送回地面。这个高度一般在200-600米之间。

目前,Google X实验室已经成功试验了28英尺(约合8.5米)长、安装了8个螺旋桨的样机。

最新的消息是,泰勒于2015年3月对外表示,将于近期放飞一个长达84英尺(约合25.6米)、安装了更多螺旋桨的风机。

意大利KiteGen科技公司采用的也是类似风筝技术。只是其将发电机置于地面上,将类似于胶囊气球的涡轮机放飞至空中,风力促使涡轮机运动,从而带动地面发电机发电。该系统名为MARS(Magenn AirRotorSystem)。

成立于2010年的奥泰罗能源公司(AltaerosEnergies)则采用新型飘浮式高空风力发电技术。其研发的“空中浮动涡轮”(BAT)系统诞生自麻省理工学院。

他们所要制造的风机看似带着3个翅膀的巨大圆筒形气球,利用里面的氦气上升到高空约300米处。在这气球里,同时安装了涡轮发电机,上升到合适高度后,风力带动涡轮发电,再通过电缆将电力输送回地面基站。

这一技术被日本软件银行集团(SoftBank)大为看好。2014年12月,奥泰罗能源公司获得了其700万美元的投资。目前,该项目已在阿拉斯加州展开为期18个月的测试,阿拉斯加能源协会也为其专门提供130万美元的测试费用。

中国也在快速跟上这一步伐。位于广州的广东高空风能技术有限公司,成为亚洲第一家从事高空风电技术研发的公司。

其将发电机放于地面,将降落伞结构风机置于高空中,利用风力做上下运动,产生的机械能拉动地面发电机转化为电能,同时可以使降落伞自由收缩,高度可达上千米。

据该公司介绍,该技术的年发电时间可高达6500小时以上,且每度电成本可低于0.3元,接近火电成本水平。其首个400MW高空风能项目已进入筹备期,芜湖2.5兆瓦试验电站项目(400MW项目的前期试验机组)厂房建设、设备安装基本完成。

但多位风电行业人士对界面新闻记者表示,高空风能技术要进行商业化推广,难度不小,因为除了自身技术、材料和成本的挑战外,还涉及到空中领域,军方和航空方面是否愿意放开空中限制,是最大的障碍之一。

另外,大量飞行器在空中可能会造成对地面的阴影,对鸟类造成干扰等,这些环境因素也是高空风能项目商业化进程中需克服的难题。