英國(guó)要在450米高空建風(fēng)箏發(fā)電站 發(fā)電成本僅為傳統(tǒng)風(fēng)電的一半
作為當(dāng)前日益優(yōu)化的全球能源格局中不可或缺的部分,風(fēng)能已成為了許多沿海國(guó)家或地區(qū)的主要能源供應(yīng)之一,但供應(yīng)不穩(wěn)定、成本高昂、噪音污染一直是其面臨的嚴(yán)峻問題。
據(jù)英國(guó)《獨(dú)立報(bào)》當(dāng)?shù)貢r(shí)間10月7日消息,英國(guó)計(jì)劃建造首個(gè)商業(yè)規(guī)模的風(fēng)箏發(fā)電站,選址位于蘇格蘭的斯特蘭拉爾郡附近,裝機(jī)容量500千瓦,預(yù)計(jì)于2017年3月投入運(yùn)營(yíng)。該項(xiàng)目建成后將成為英國(guó)第一個(gè)、全球第二個(gè)規(guī)?;娘L(fēng)箏電站。
風(fēng)箏發(fā)電 圖片來(lái)源:KPS
“風(fēng)箏發(fā)電”的概念最早由美國(guó)科學(xué)家勞埃德于1980年代提出,其原理是當(dāng)箏面垂直于氣流時(shí),其拉力拖動(dòng)繩索驅(qū)動(dòng)地面上的卷?yè)P(yáng)機(jī)做功發(fā)電;當(dāng)箏面平行于氣流時(shí),拉力最小,卷?yè)P(yáng)機(jī)倒轉(zhuǎn)拉回風(fēng)箏,由此風(fēng)箏反復(fù)做功發(fā)電。
相較于傳統(tǒng)高塔、風(fēng)車式樣的風(fēng)力發(fā)電機(jī),風(fēng)箏發(fā)電機(jī)能夠到達(dá)風(fēng)源持久且強(qiáng)勁的高空中,發(fā)電效率更高,此外也不需要葉片、渦輪機(jī)或其他機(jī)械設(shè)備,建設(shè)成本低廉,且噪音污染小。
在綠色清潔技術(shù)上投資數(shù)十億美元的比爾·蓋茨認(rèn)為,風(fēng)箏發(fā)電有10%的可能性解決世界能源問題。
目前,世界上首個(gè)規(guī)模化的風(fēng)箏發(fā)電站是位于意大利的“KiteGen Stem”。該電站于2015年4月投入運(yùn)營(yíng),裝機(jī)容量3兆瓦,由意大利KiteGen科技公司負(fù)責(zé)建造。
風(fēng)箏發(fā)電 圖片來(lái)源:KPS
該項(xiàng)目由英國(guó)公司“風(fēng)箏電力系統(tǒng)”(Kite Power Systems,下稱KPS)負(fù)責(zé),也得到了英國(guó)政府和殼牌石油公司的支持。該公司于2011年在英國(guó)埃塞克斯成立,旨在利用風(fēng)箏開發(fā)出低成本的能源解決方案。
此前,KPS已在英格蘭東南部的埃塞克斯建設(shè)了一個(gè)小型風(fēng)箏發(fā)電站,測(cè)試了技術(shù)的可行性。如今該公司計(jì)劃將總部遷至格拉斯哥,并將規(guī)模擴(kuò)大一倍,為該項(xiàng)目做準(zhǔn)備。
工作原理圖。圖片來(lái)源:KPS
據(jù)KPS官網(wǎng)介紹,為了實(shí)現(xiàn)凈功率增益,他們采用了一個(gè)由兩個(gè)往復(fù)式階段構(gòu)成的循環(huán)發(fā)電模式,即通過絞車滾筒連接一對(duì)風(fēng)箏串聯(lián)工作。當(dāng)其中一只風(fēng)箏上升到450米時(shí),會(huì)拉動(dòng)繩索,連接的另一只風(fēng)箏會(huì)相應(yīng)下墜,然后以數(shù)字“8”的運(yùn)動(dòng)軌跡上下浮動(dòng),如此反復(fù),帶動(dòng)渦輪機(jī)連續(xù)發(fā)電。
工作原理圖。圖片來(lái)源:KPS
KPS所使用的全尺寸風(fēng)箏有131英尺(40米)寬,可產(chǎn)生2兆瓦-3兆瓦的電力,相當(dāng)于一個(gè)寬328英尺(100米)的傳統(tǒng)渦輪機(jī)。此外,據(jù)該公司業(yè)務(wù)發(fā)展總監(jiān)David Ainsworth表示,風(fēng)箏發(fā)電機(jī)的安裝和運(yùn)營(yíng)成本約為5歐分/千瓦時(shí),而傳統(tǒng)離岸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的成本約10歐分/千瓦時(shí)。
“這是我們的第三代進(jìn)化技術(shù),500千瓦的項(xiàng)目的下一步是開發(fā)一個(gè)3兆瓦的發(fā)電系統(tǒng),計(jì)劃于2019年實(shí)施。”David Ainsworth說(shuō)。
近年來(lái),高空風(fēng)能已逐漸成為了眾多清潔能源、科技公司看好的新興領(lǐng)域之一。高空風(fēng)能是指利用風(fēng)箏或者氣球甚至飛渦輪機(jī)產(chǎn)生的動(dòng)能發(fā)電,再通過電纜和連接臂系統(tǒng)傳輸?shù)降孛娴哪茉醇夹g(shù)。
谷歌推出的“Makani”巨型渦輪風(fēng)機(jī)
2013年,谷歌(Google)收購(gòu)主打研發(fā)無(wú)人駕駛的旋翼發(fā)電風(fēng)箏的能源公司Makani Power,2015年,谷歌推出了一款長(zhǎng)25.6米的巨型渦輪風(fēng)機(jī)“Makani”,裝有8個(gè)螺旋槳,用一根電纜線與地面基站相連,發(fā)電功率為600千瓦,最高可上升至約426米。
Altaeros推出的“空中浮動(dòng)渦輪”(BAT)
2014年,日本電信巨頭軟銀(SoftBank)向美風(fēng)力渦輪機(jī)制造商Altaeros Energies投資了700萬(wàn)美元 ,后者的主要產(chǎn)品是空中風(fēng)力渦輪機(jī)。同年,Altaeros推出了“空中浮動(dòng)渦輪”(BAT),將風(fēng)力發(fā)電機(jī)裝在充氦飛艇中,在1000英尺(約304.8米)的高度待了18個(gè)月,將電能通過電線輸送到地面。
廣東高空風(fēng)能的傘梯組合型高空風(fēng)電機(jī)組 圖片來(lái)源:廣東高空風(fēng)能
在高空風(fēng)能這一新興領(lǐng)域中,中國(guó)并沒有落后,擁有亞洲第一家從事高空風(fēng)能技術(shù)研發(fā)的公司——廣東高空風(fēng)能技術(shù)有限公司。該公司的主要產(chǎn)品為傘梯組合型高空風(fēng)電機(jī)組,于2009年成立。目前其首個(gè)400兆瓦高空風(fēng)能項(xiàng)目已進(jìn)入籌備期,首臺(tái)2.5兆瓦高空風(fēng)能發(fā)電機(jī)組已在安徽蕪湖完成安裝。

責(zé)任編輯:小琴
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