在德国Klixbüll的Skysails Power的飞行员网站的一辆机载风力涡轮机。

在德国Klixbüll的Skysails Power的飞行员网站的一辆机载风力涡轮机。Axel Heimken / Picture Alliance通过Getty Images

在一个摇摇欲坠的开始后,空中的风能慢慢起飞

许多公司正在开发技术,如大风筝,可以将风能收入到地上半英里。虽然仍处于新生阶段,但机载风电可能会用于远程位置或从船舶飞行远近海上。

抬头看着毛里求斯的白色沙滩,你可能会看到一个巨大的帆,就像滑翔伞或风筝冲浪者使用的那种,但是三卧室公寓的大小,环绕图 - 八十次开销。帆不是旅游景点 - 它是创造电力对于这个岛屿国家的电网,在东非海岸。

由德国公司于12月推出Skysails Power.,巨大的翼是世界上第一个完全自主商业的商业“空中风能”(AWE)系统。该公司表示,过去两个月,它一直在100千瓦的目标下提供毫无批准,足以通电50个家庭。这只是岛屿的电力需求的一小部分,但是,纯粹希望未来的标志。

随着世界领先净零排放,几乎每个途径都是未来的电力生产的途径,预示着风的重要作用。这国际能源协会预测风能飙升11倍,2050年,风和太阳能共同占地球电力需求的70%。由于在全球范围内扩大风力涡轮机划分和装饰脊髓葡萄酒,过去十年的风电成本大幅下降了大约40%。

但有些专家表示,这些巨大的涡轮机并不总是最好的解决方案 - 它们可以在远程位置或深水中安装昂贵或逻辑上不可能安装,而无法达到风吹的崇高高度。要收获这些斑点,钥匙可能是驾驶风筝。现在,数十家公司和少数学术机构正在调查一足的空中选择。这些范围从柔软的翅膀转换拖船并拉动风筝的线条以上的有用能量,复杂的刚性工艺,将涡轮机和发电机携带在船上和梭子电压下。

倡导举办数百个风筝的设想风电场在深海深水区遭受驳船。

在工业协会董事会的米兰大学工程师Lorenzo Fagiano表示,空中系统有一些关键优势机载风欧洲,成立于2019年。在一些国家,适合风电场的土地正在缩小“第一个农场是最好的景点,最好的景点有限,”风(船员)研究中心在特拉华大学。

加上,一般来说,你走的越高,风越快。“对于风速的两倍增加,这是力量的八倍,”Fagiano说。空降系统高达800米高(半英里),远高于最高风力涡轮机的200至300米至300米。这风电的理论全球极限在高海拔地区估计比在地面上收获的约4.5倍。

将机翼带到远程位置相对便宜且容易,添加Fagiano;这些系统进入容器,无论何处都有一条道路或码头,可以掉下来。它们也可以拴在深水中的锚固驳船上,传统的风力涡轮机不能坚定。他们的身高适应,所以它们可以向上或向下移动到风中最困难的地方,这通常会随着季节而变化。“这是一个如此好主意,”弓箭手。“在材料和成本方面,吸引力是其简单性。”

在德国Klixbüll的玻璃器氧化股飞汽轮机。

在德国Klixbüll的玻璃器氧化股飞汽轮机。纯银脂组

“它不会取代传统风,”弓箭手。但是,倡导举办数百名风筝的环境风筝,漂浮在深水深处的驳船上,而单一的翅膀或较小的阵列 - 可以毫无援助,帮助电力远程岛屿,临时军事设施或山区采矿业务。

这些想法已经存在了几十年,但是使用风筝,翅膀或无人机来捕捉风能的道路已经陷入困境。例如,在2020年,在工程师之后由谷歌着名的操作收购的空中风能公司无法在经济上使其系统工作。但其他人追求更轻,简单的技术版本,如纯摩西岛,现在正在商业。一个2021美国能源部向国会汇报结论认为,这种想法具有很大的潜力,空中系统可能能够在美国的地面风系统中收集与基于地面的风系统相同的能量。但是,他们补充说,这项技术有很长的路要走在它可能成为之前an important part of the nation’s energy solution.


Skysails实际上在2001年开始返回不同的目的:建立软风筝翅膀,以便在海上拉船。航运业传统上依靠粗暴的化石燃料致电燃料燃料而且这个想法是,像旧的帆一样,有助于大大减少船舶的燃料需求。这是一段时间前的概念。纯粹预计油价要继续上升,使其产品更具吸引力。相反,油价于2009年崩溃(2014年和2020年的同时)。现在,来自联合国国际海事组织的更严格的要求减少排放的船只,其他公司,包括一个从空中客车旋转,正在为拖船船制造翅膀。但是在2015年回来,Skysails将焦点转移到生产电力用纯摩托车的力量。

风筝产生比许多远程位置的便宜电力支付柴油发电机。

他们的系统 - 喜欢其他其他人正在开发- 依靠大约150平方米,降落伞状的翼乘坐风。空气中没有涡轮机,系绳不是电线。相反,能量在地面上产生,从线上的拖船处产生。“绞车的制动器正在产生电力,”Fagiano说。软件在图8模式中自动飞行风筝,以获得最强大的拉力以产生能量。然后系统改变机翼的飞行模式,使其可以以极少的阻力拉动,以减少一点的能量来缠绕回来。这种模式重复,创造比消耗更多的能量。

听起来很简单,发电系统是漂亮的标准。但Skysails的首席技术官Stephan Brabeck表示,这支球队左右7年来完善飞行软件,特别是翼可以安全地落地并自主推出。他们现在已经制作并售出了五个单位,Brabeck说,其中一个毛里求斯第一个起床和运行。他们认为,由于大雨,不合适的风或雷暴,翼一年将必须每年落地约14次。偶尔的飓风,空气传播系统可以在地上藏起来,是航空航天工程师布拉贝克的传统风力涡轮机的岛屿。

这种长时间的夜间照片显示了Kitepower的空中风系统的图8飞行模式。

这种长时间的夜间照片显示了Kitepower的空中风系统的图8飞行模式。Kitepower

布拉贝克说,风帆比传统的涡轮机和更安静的帆船上的侵扰性。他说,他们掌握了经济意义,因为目前从柴油发电机每千瓦时30百倍支付超过30美分的人。但有挑战。风力涡轮机可以杀死或伤害迁徙的鸟类,以及如何对这些风筝作出反应的鸟类“尚未得到很好的研究,”Fagiano说。玻璃牛正在进行中。任何此类系统的系绳,笔记弓箭手理论上可以绊倒无人机甚至小飞机。如果系绳破损或指导系统发生故障,系统会崩溃到地面。

这可能不是一个柔软的翼,但其他公司正在追求僵硬的翅膀,比滑翔伞更像是悬挂的滑翔机。这些可以更有效并且具有更好的控制,但崩溃可能是一个更大的问题,使他们更好地使用海上使用。“基本上,他们是飞机,”Fagiano说。“他们将不得不达到靠近民用飞机的可靠性程度。”

第三个,更雄心勃勃的选择是制作一个硬翅膀的无人机,在船上具有沉重的风力涡轮机和发电机,并将电力沿着系绳发出。这个选项会产生更一致的能量(不需要在能源生产和能源支出之间循环),但它是一个难以破解的坚果。

“我们正在谈论一项完全新颖的技术,有很多方面,”Fagiano说。“新涡轮机。新的一切。“Google挑选了由Makani Technologies领导的一个这样的项目,回到2013年。他们飞过一些成功的测试运行,但经济学不加起来,在2020年Makani项目折叠。谷歌发布了一个有关经验的YouTube电影,并使所有Makani的研发和专利免费提供。

Makani硬翅无人机配有风力涡轮机。

Makani硬翅无人机配有风力涡轮机。X开发LLC.

大量的其他公司现在正在比赛中拿起谷歌离开的地方,或找到更好的解决方案。这包括荷兰的基础Kitepower,其中有一个项目在加勒比海,挪威为基础Kitemill.,旨在制作兆瓦级系统。其他人甚至甚至设计类似的系统,在相同的原则下工作,但下面而不是在空中,使用海洋电流而不是风在图8中驾驶潜艇滑翔机。纯粹计划在海上移动之前测试美国中西部的空中风电场的概念。“你需要很多空间,”布拉贝克说。

由于商业活动倾斜,福建国最大的障碍之一是监管:空域规则不设计用于容纳这些翅膀。“这是鸡肉和鸡蛋,”他说。“只要没有技术,他们就没有规定。没有法规,公司努力筹集资金。“

随着第一家商业试点产品现已出局,“在远程位置,成本已经非常竞争,”Fagiano说。他说,如果机载的风系统开始批量生产,他们毫无疑问他们会产生价格实惠的能量。“这个问题,”他说,“我们是否达到大规模生产。”