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中国首次实现「风筝发电」,发电量远超地面发电!会撞上飞机吗?

2024-06-11财经

声明:本文内容均引用权威资料结合个人观点进行撰写,文末已标注文献来源及截图,请知悉。

相信你一定看过海上风力发电,但你知道跟「放风筝」一样的高空风能发电吗?这是风力发电的最新黑科技,而我国又一次在这方面实现遥遥领先!

继2024年1月并网之后,安徽绩溪高空风能发电项目已经在5月初实现首次「发电」,这是我国第一个成功并网发电的高空风电项目,具有开创性意义。

这种看似跟放风筝一样的发电模式,究竟是怎么发电的?未来有没有可能大规模推广应用,让我们用上更便宜的电力呢?

高空风能发电是黑科技还是噱头?

风能发电就是将风吹过程中产生的动能,转化成为可利用的电能,这种模式不仅比较环保,还不用像煤炭发电一样买原料。

但是,想从大自然「白拿」并不容易,因为风一直在变化,所以风力发电稳定性差。

针对这一致命问题,目前有两种解决途径:一是提高储能水平,在风力大时拼命发电,然后将多余的电量储存下来;

另一种是寻找更加「稳定的风能」,而安徽绩溪高空风能发电项目就属于这一种。

美国气候专家卡尔代拉曾指出,地球所蕴藏的风能是全人类所需能量的100倍,但是绝大部分风能分布在高空。

目前全球对「高空」的范围还没有形成统一的说法,像民航领域的高空一般是指7000米到15000米。

而我国距离地面6000米的高空风能密度可以达到地表的20倍,东部安徽、浙江等地的风能密度是世界上最大的。

另外基本上只要高于1000千米,就是永远有风的,可以实现不间断发电,可见高空发电具有非常大的潜力。

但是,现在大型的海上风力发电机的高度一般在50-100米,而广州塔的高度是498米。

也就是说,要想让现有的风力发电机到高空发电,至少得建到两个广州塔高,这显然不太现实。

相比之下,「风筝发电」是更有潜力的选项,不过,风筝怎么能够发电呢?

「风筝发电」如何运行?

「风筝发电」这一概念最早诞生于十九世纪八十年代,相信放过风筝的朋友都知道,只要让风筝上升,你就有可能找到比较稳定的风,然后让风筝一直飘在上空。

目前风筝发电就是利用该经验,这不仅可以获得比较稳定的风能,还可以让一些不具备低空风力发电的地方也用上风电,简单来讲就是门槛成本都比较低。

但可能有朋友会问,既然风筝发电这么好,那为什么还要搞传统的风力涡轮机呢?

因为在大型推广该技术之前,还需要证明该技术是安全的,不会对人或者动植物产生影响。

毕竟放个风筝都有可能误伤别人,更不用说放发电装置了。

目前主流的风筝发电方式有两种,一种是机载发电,即将发电装置安在风筝上,然后再通过电线传到地上,但是这种对风筝的要求比较高,至少要可以搭载小型的涡轮。

另一种是泵送发电,即将发电装置放在地面,同时将风筝的绳索系在装置上。

这样风筝就可以在高空带动发电机轱辘转动,从而实现不间断发电,而我们文章开头提到项目,采用的就是泵送发电。

该项目总装机容量为2×2.4兆瓦,可以实现在300-3000米的高空发电。

在运行过程中,主要由氨气球提供动力,等上升到预定高度之后,像雨伞一样的风筝会打开。

接着在风力的带动下,伞组会持续飘在空中并晃动,这样就可以带动地面发电机涡轮转动,从而将风能转变为机械能,最后再转化为动能。

早在5月初,该项目已经实现首次发电,这意味着我国在高空发电上再次取得重大突破。

更值得关注的是,该项目是「可并网」项目,这是什么意思呢?

其实发电中的「可并网」就是指能够接入「电网」,输送给各家各户使用。

一项发电方式能不能真正造福老百姓,最终还是看是否能够接入电网和让居民用上更便宜的电。

既然我国首个高空风能发电项目已经成功发电,那未来有没有可能大面积推广呢?

高空发电还面临哪些挑战?

首先是选址问题,高空发电意味着要将飞行器释放到空中,这不仅会影响到鸟类飞行,还有可能会影响飞机。

现在民航客机的飞行高度一般在2000米以上,而高空发电可以达到3000米甚至更高。

由此可见,高空发电的选址要重点考虑对民航客机的影响,同时还要考虑对地面人员生活生产的影响。

一旦飞行器因各种各样的意外坠毁,有可能会给地面人员带来人身或者财产损失。

因此在推广前,不仅要保证项目安全可靠,还要尽量避开人流量比较多的地方。

但是,发电区跟用电区距离太远也不是好事,因为电力在运输过程中会出现损耗,所以选址问题是推广高空发电的一大挑战。

其次是成本问题,从技术路线来看,高空发电是可行的,但是任何一种技术能否大规模应用还要看「成本」,高空发电也不例外。

其实在老百姓眼中,「物美价廉」的东西就是好的,而电力带有公共性质,好的发电前提一定是让老百姓用得起。

但是高空发电的维护成本比地面更高,维护难度也更大一些,加上该技术还处于起步试验阶段,所以总体成本并不低。

至于如何将高空发电成本降下来呢,说到底还是依赖技术创新。

在这个过程中,如果没有获得大额投资或者政府支持,那显然是非常困难的。

此前安徽绩溪高空风能发电项目也曾因资金问题不得不调整进度,可见企业发展该技术的难度比较大。

还有在后续推广过程中,高空发电的成本会不会比其他清洁能源低,这也是影响该技术商业化运营的关键因素。

除此之外,高空发电还没有统一、完善的行业规范,也缺乏针对高空发电并网的规格要求等等。

因此,短时间内高空发发电想要大规模推行还面临不小的挑战。

但是理论上来讲,高空发电每年可以连续发电6500多个小时,占地面积比传统风电少三分之一。

加上我国已经有地方实现可并网的高空发电,所以未来我们完全有可能用上来自高空的风电。

也期待随着技术的创新,高空发电能够给百姓带来更多的福利!

参考文献:

科技日报:实现技术突破!我国首个,成功发电