突破！能发电的“风筝”，飞起来了！最高可达3000米！高空风能时代来了？

提起风能发电

相信99.9%的人都会想到这样的↓↓

▲图源：Pixabay、果壳

但从今往后

也可以是这样的↓↓

▲图源：中国能建集团

近日，中国风能发电

有重大技术突破！

中国首个高空风能发电项目，成功发电

1月7日，由中国能建参与投资、建设、运营的

安徽绩溪高空风能发电新技术示范项目

成功发电，

成为中国首个可并网的

兆瓦级高空风能发电示范项目

▲用于高空风能发电的氦气球。来源：中国能建

该项目采用伞梯组合型陆基高空风能发电技术路线，能够利用300-3000米高空风能进行发电，是中国高空风能发电技术的首次工程化实践，对推动高空风能发电技术和产业化发展具有重大意义。

看下面的示意图

是不是很像我们熟悉的串式风筝？

今天，橡橡就带大家浅聊一下

“风筝”能发电

这到底是怎么实现的？

高空风能发电是一项充分利用高空风资源的创新型技术，采用独有的设备组合，完成对高空风能的捕获吸收，将捕获的风能转换成机械能，带动发电机组旋转实现持续稳定发电。

高空风能的高度

一般在500-10000米之间

相比低空风能

高空风能具有

储量丰富、风速高、风向稳定

等优势

高空风的第一个特点是风速大。

随着与地面距离的増加和地面摩擦的减少，高空风速将逐渐加大。而风能与风速的立方成正比，即使高空中空气密度有所降低，但其蕴含的能量仍比地面大许多倍。

相关研究表明，中国6000米高空的风能密度均值，是地表风能密度20倍以上，高空中所蕴含的风能超过目前人类社会能源总需求的一百多倍。

另一个特点是高空风常年不息，而且风力稳定。

根据美国国家环境预报中心（NCEP）1979年至2006年的数据资料表明：在500米至10000米的高度范围，风的流向稳定，且高度越高、风的强度越大，稳定性就会越好；当靠近地面时，受地形等影响，风具有很强的随机性，强度也显著下降。

基于以上两点

人类一直渴望突破高空风能发电技术

按照风能捕获与机电能量转化方式的不同，高空发电技术可分为空基高空风力发电和陆基高空风力发电两种技术路线。

空基高空风电，是把轻型风力发电机搭载在飞行器上，放飞到高空中，通过特定的操作方式，使飞行器在风和缆绳的共同作用下，沿一定的轨迹循环飞行，飞行过程中气流带动发电机发电，然后通过缆绳把电能传送回地面。

陆基高空风电，则是把飞行器系在缆绳上，像“风筝”一样放飞到高空，飞行器在风力作用下，带动缆绳往复牵引地面发电机转盘旋转产生电能。

咱们前面提到的中国首个可并网的兆瓦级高空风能发电示范项目，采用的是伞梯组合型陆基高空风能发电技术路线。

有别于低空风电的“塔筒+机舱+叶片”的“大风车”模式，伞梯高空风能发电的原理就像是“收放风筝”，通过“伞组”的上下循环往复运动实现发电。

伞梯高空风能发电系统，主要由空中设备及地面设备构成。

空中设备主要由氦气球、平衡伞、做功伞、缆绳、驱动器、空地通讯系统等部分组成。

地面设备主要由储缆容绳绞车、张紧装置、主卷扬机以及控制系统等部分组成。其中，绞车系统是地面的核心设备。运转中绞车绳速高达50-60公里/小时，接近运行中的汽车速度。

“伞组”通过氦气球，提供初始升力，上升到一定高度后，打开做功伞，在500米以上高空采集捕获风能，对主缆绳产生巨大拉力，将风能转换成机械能。主缆绳同时拖动地面发电机组发电，将机械能转化为电能。

世界各地积极推进高空风电

同传统风电相比，高空风电投资成本约为常规风电的1/3-1/2，发电成本约为1/3，而占地面积仅为1/30，并且免除了噪音困扰，对环境影响较小。

高空风能是新一代的能源技术，具有较高的开发价值。

目前，它正吸引着新能源领域的投资视线，很多国家及地区和企业开始关注高空风力发电技术。比如，德国的SkySails Power、意大利的KiteGen、荷兰的Kitepower、挪威的Kitemill、美国的谷歌和NASA等，据不完全统计，目前高空风能发电公司全球已经超过50多家。

2013年，谷歌首次以Google X为名宣布收购空中风力涡轮发电设备公司Makani Power，高空风电技术引发能源界关注。

2017年3月，英国的Kite Power Solutions在苏格兰东南部沿海的斯特兰拉尔（Stranraer）投建英国第一座非实验性、消费层级的风筝发电站。

2021年12月，德国的SkySails Power公司，成为了世界上第一家提供商业机载风能的公司。其在毛里求斯开展了第一个机载风能商业化项目，在测试的两个月里，这个系统发出的电力大约为100千瓦，足以为50户家庭供电。

......

▲Skysails Power机载风力涡轮机。图源：Skysails Power

▲德国初创公司Advanced Rail Energy Storage研发设计的“空中发电机”，一旦4个螺旋桨启动，这个由复合材料制成“风筝”就可以自行脱离机站。其通过一个电缆线与地面机站的发电机系统相连。该电线由聚乙烯纤维包裹，具有独一无二的拉力。可承受不同的环境考验，比如雨水和紫外线的照射。图源：创下一个新

而现在，中国首个高空风能发电示范项目成功发电将进一步推动高空风能发电技术和产业化发展，或将引领全球高空风能发电产业规模化发展新时代！

未来

强劲而稳定的高空风能

或将在全球能源转型中

发挥重要作用~

共同期待！

END

（素材源自：中国能建、国资小新、经济日报、科技日报、深圳特区报、创下一个新、环球零碳、国网福建电力等，由CHINAPLAS国际橡塑展综合整理，转载请注明。）

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