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《獨(dú)立報》當(dāng)?shù)貢r間10月7日消息，英國計劃建造首個商業(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)計于2017年3月投入運(yùn)營。該項目建成后將成為英國第一個、全球第二個規(guī)模化的風(fēng)箏電站。

風(fēng)箏發(fā)電 圖片來源：KPS

    “風(fēng)箏發(fā)電”的概念最早由美國科學(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，其拉力拖動繩索驅(qū)動地面上的卷揚(yáng)機(jī)做功發(fā)電;當(dāng)箏面平行于氣流時，拉力最小，卷揚(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，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 圖片來源：KPS

      該項目由英國公司“風(fēng)箏電力系統(tǒng)”(Kite Power Systems，下稱KPS)負(fù)責(zé)，也得到了英國政府和殼牌石油公司的支持。該公司于2011年在英國埃塞克斯成立，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)了一個小型風(fēng)箏發(fā)電站，測試了技術(shù)的可行性。如今該公司計劃將總部遷至格拉斯哥，并將規(guī)模擴(kuò)大一倍，為該項目做準(zhǔn)備。

工作原理圖。圖片來源：KPS

      據(jù)KPS官網(wǎng)介紹，為了實(shí)現(xiàn)凈功率增益，他們采用了一個由兩個往復(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風(fēng)箏串聯(lián)工作。當(dāng)其中一只風(fēng)箏上升到450米時，會拉動繩索，連接的另一只風(fēng)箏會相應(yīng)下墜，然后以數(shù)字“8”的運(yùn)動軌跡上下浮動，如此反復(fù)，帶動渦輪機(jī)連續(xù)發(fā)電。

工作原理圖。圖片來源：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)營成本約為5歐分/千瓦時，而傳統(tǒng)離岸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的成本約10歐分/千瓦時。

   “這是我們的第三代進(jìn)化技術(shù)，500千瓦的項目的下一步是開發(fā)一個3兆瓦的發(fā)電系統(tǒng)，計劃于2019年實(shí)施。”David Ainsworth說。

      近年來，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)收購主打研發(fā)無人駕駛的旋翼發(fā)電風(fēng)箏的能源公司Makani Power，2015年，谷歌推出了一款長25.6米的巨型渦輪風(fēng)機(jī)“Makani”，裝有8個螺旋槳，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 圖片來源：廣東高空風(fēng)能

      在高空風(fēng)能這一新興領(lǐng)域中，中國并沒有落后，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400兆瓦高空風(fēng)能項目已進(jìn)入籌備期，首臺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。