高空風(fēng)力發(fā)電機(jī)

美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室發(fā)言人喬治·道格拉斯(George Douglas)說：“我們現(xiàn)在很大程度上只盯著那些可以快速商業(yè)化的項(xiàng)目，比如在10年左右可以推向市場(chǎng)的項(xiàng)目?！盞iteGen、 Sky Windpower、Magenn和Makani等初創(chuàng)企業(yè)幾年前開始涉足高空風(fēng)力開發(fā)，現(xiàn)在看來他們有望提前實(shí)現(xiàn)目標(biāo)?？死锼沟倌缺硎荆骸拔覀兙嚯x工作原型并不像想象中那么遙遠(yuǎn)?！辈贿^，她同時(shí)指出，這些企業(yè)無一例外都對(duì)他們的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)守口如瓶。

Magenn公司CFO巴里·摩尼特(Barry Monette)稱，明年公司將出售“兩到四臺(tái)”工作原型機(jī)，屆時(shí)“第一筆收入”將打入公司賬戶。Magenn公司的這套機(jī)器可以在更低高度下運(yùn)轉(zhuǎn)。摩尼特說：“我們的確認(rèn)為我們會(huì)成為最先進(jìn)入市場(chǎng)的公司，除非有什么意外發(fā)生?！?

從長(zhǎng)期來看，用此類機(jī)器給整座城市供電仍困難重重，這很大程度上是因?yàn)?，即便高空位置達(dá)到最理想，一年也有會(huì)5%的時(shí)間遇到不刮風(fēng)的時(shí)候?？死锼沟倌日撐暮献髡摺⑺固垢４髮W(xué)生態(tài)學(xué)家肯·卡爾德拉說：“也就是說，你要么擁有后備能量，大量的能源儲(chǔ)備，要么擁有整個(gè)大洲乃至全球性電網(wǎng)，用以保證風(fēng)電可利用率。所以，盡管高空風(fēng)最終有可能證明是一種重要的能源，但它需要完善的基礎(chǔ)設(shè)施。”

據(jù)第一項(xiàng)縝密的、全球范圍內(nèi)的高空風(fēng)力研究估計(jì)，在距地面大約1600至4萬英尺的高度，有足夠能量可以滿足全球百倍的電力需要。最先進(jìn)地面風(fēng)力發(fā)電站的風(fēng)力密度低于每平方米1千瓦。而在紐約上空急流附近，風(fēng)力密度則可以達(dá)到每平方米16千瓦。如果能夠克服風(fēng)力間歇性問題，那里的空氣將是具有無限潛力的能源寶庫(kù)。

更為重要的是，最理想的高空風(fēng)力資源剛好位于人口稠密地區(qū)，比如北美東海岸和中國(guó)沿海地區(qū)。美國(guó)加利福尼亞州立大學(xué)科學(xué)家克里斯蒂娜·阿徹(Cristina Archer)說：“高空能源的確十分驚人。那里擁有無限的能量，盡管并不像我們想象的那般穩(wěn)定。它不會(huì)是解決我們所有能源問題的高招，但一定會(huì)幫助我們解決這個(gè)問題?！笨死锼沟倌扰c另一位學(xué)者合作實(shí)施了一項(xiàng)研究，研究結(jié)果刊登在《能源》雜志(Energies)上。

數(shù)百年來，一直在利用高密度的礦物燃料，石油供應(yīng)劇增和對(duì)氣候變化的擔(dān)心讓綠色技術(shù)獲得了新生。不幸的是，可再生能源的分布一般漫無邊際，這意味著你需要開發(fā)大片區(qū)域才能獲取你需要的能量。所以，工程師都在尋找盡可能密集的可再生能源。在這種情況下，高空風(fēng)看上去非常具有前景。

風(fēng)力可以像旋轉(zhuǎn)磁體一樣被用于發(fā)電，并隨速度快慢而變化。所以，小幅增加風(fēng)速可以令機(jī)械能數(shù)量大大增加。高空風(fēng)速度很快，可以在全球范圍內(nèi)迅速蔓延，同時(shí)比地面風(fēng)更易于預(yù)測(cè)。高空風(fēng)的這些特點(diǎn)最終促使發(fā)明者和科學(xué)家將希望寄托在高空，那里的風(fēng)力向來十分強(qiáng)勁。在20世紀(jì)70年代爆發(fā)能源危機(jī)時(shí)，各類新的能源概念不斷涌現(xiàn)，工程師和發(fā)明者申請(qǐng)了多項(xiàng)利用高空風(fēng)設(shè)計(jì)的專利。

他們提出的兩個(gè)主要設(shè)計(jì)構(gòu)架沿用至今。第一個(gè)基本上是在空中建造發(fā)電站，在高空發(fā)電，然后通過電纜輸送到地面。第二個(gè)更像是風(fēng)箏，先將機(jī)械能輸送到地面，再由發(fā)電機(jī)將其轉(zhuǎn)換為電。從理論上講，這兩種方法都行得通，只不過從來沒有實(shí)施過對(duì)兩項(xiàng)技術(shù)可行性的全面、嚴(yán)格的評(píng)估。

美國(guó)能源部曾經(jīng)有一個(gè)高空風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目，規(guī)模非常小，有關(guān)高空風(fēng)力特征的第一個(gè)準(zhǔn)確數(shù)據(jù)便來自于這個(gè)項(xiàng)目，然而，由于20世紀(jì)80年代能源價(jià)格暴跌，里根政府時(shí)期的能源部官員將經(jīng)費(fèi)挪為他用，最終致使其無疾而終。盡管近年來全球日益重視可再生能源開發(fā)，該項(xiàng)目并未重新啟動(dòng)，這并不是因?yàn)樗缓?，恰恰相反，正是因?yàn)樗^于新穎，距離現(xiàn)實(shí)有些遙遠(yuǎn)。