中国城市上空出现外形酷似外星飞船的巨型飞艇,这种飞艇是否会变革全球风力发电产业?近日中国对一艘旨在从地表高空较强且更稳定的风力中发电的巨型飞艇进行了测试。
本月初,一艘巨型的飞艇和风力涡轮机相结合的新装备成功完成发射和测试,引发业内讨论:这会不会成为未来中国的可持续能源?这艘被命名为"S2000平流层空中风能系统"(SAWES)的飞艇长达60米,宽和高各为40米。据悉,该飞艇在接入电网后可提供数兆瓦电能。
SAWES飞艇是高空风能技术的应用实例之一,实际上是一种漂浮的风力涡轮机或发电机。S2000飞艇尤其独特,它充满氦气,运行时始终与地面相连。S2000飞艇可运行于风力较地表更强、更持续的高空。在500米至3000米的高空,风速往往更快、更稳且风力更持续。
由于风力发电规模与风速的三次方成正比,即便风速小幅提升,也能使发电量大幅增加。这就是为什么尽管存在技术难度,利用飞艇搭载风力涡轮机的想法不断涌现。
飞艇搭载的风力发电机将成为未来中国的趋势吗?在本月初的突破性测试中,S2000在约30分钟内升至约2000米高空。到达预定位置后,S2000在几小时的测试中发电量约达385千瓦时。这足以让大约6辆电动汽车充满电,或满足中国一个普通城市家庭一个月的用电需求。这可能听起来不算多,但值得注意的是,测试并未展现该技术的全部潜力。
该技术最大发电能力可达到3兆瓦,与中型传统风力发电机大致相当。外形上,S2000类似于科幻飞艇,有一个巨大的蛋形机身,被一个巨大的甜甜圈形状的环形物包裹,环形物上装有大型稳定器。在机身和外环之间是一系列同心排列的涡轮叶片。据设计师解释,这种涵道式设计有助于引导和压缩进入涡轮的风,从而提高整体效率。
临沂云川公司的首席技术官翁汉克在测试期间告诉媒体:"这就像是从四面八方收集风,将气流约束在涵道内,以便叶片尽可能多地捕获风能。我们在涵道上部署了12个风力涡轮机。"测试取得了巨大成功,据报道,这引发了一场媒体风暴。这不仅因为S2000视觉上令人惊叹,也因为它具有新颖性。
评论人士很快指出其"外星飞船"的外观,并进行了其他科幻类比。然而,中国政府可能会对这种技术的发展表现出浓厚兴趣。中国有强大的动力去试验此类技术,尤其是在人口密集地区或土地用途存在竞争需求的地区。这类地区难以批准需要大量空间的"大块头"风力发电厂建设。
通过将风力涡轮机置于空中,这不仅克服了土地使用压力,还使得该技术在城市等地更加灵活适用。为此,中国愿意资助和测试像S2000这样具有风险的大型基础设施项目。据报道,即使这项技术部分成功,在全国范围内也可能很有价值。尽管如此,需注意大型飞行/漂浮风力发电厂尚未大规模应用。
尽管近期测试取得成功,但长期系留等方面的耐久性仍有待观察。尚不清楚像S2000这样的飞艇对风暴的耐受程度,以及它们如何适应空域安全法规。此外,还存在长期维护要求和规范的问题,其经济性可能不如陆上风力涡轮机和储能系统。
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