前兩天看報紙瞅到了,,尋思這玩意兒挺新鮮,,不知道是忽悠還是又一個王傳福,,低空風電實際上對環(huán)境還是有影響的,,也不算是純粹的綠色能源,,這玩意真搞成了,倒是先人一步了,。
我國是資源大國,但是很少有人注意到,,我國還是高空風能大國,。
W020091120378776271887.jpg (22.97 KB, 下載次數(shù): 89)
下載附件
2009-12-31 17:46 上傳
今年早些時候,,美國媒體報道,科學家正嘗試用高空風電為紐約市供電,。利用該技術,,科學家將從萬米高空采集風能。
其實,,我國江浙魯?shù)貐^(qū)的高空風能密度遠大于紐約,,為世界之最。
風電是現(xiàn)今世界發(fā)展最快的能源產(chǎn)業(yè),,10年來它以每年30%的速度增長,。然而,目前的風能利用僅限于幾十米至百米的低空,,其一大缺點就是不恒定可靠,。而在幾千米至1萬米的高空,不僅風速更大,,且風力穩(wěn)定,,一年中不刮風的時間不足5%。專家普遍認為高空風能要比地面高出數(shù)百倍,。
斯坦福大學卡內(nèi)基研究所的氣候科學家肯·卡爾代拉認為,,風中包含的總能量是地球上的人所需總能量的100倍,但是大部分風能都位于高空,。澳大利亞悉尼科技大學機械工程學教授布萊恩·羅伯茨表示,,海拔4600米到1萬米的高空,氣流強勁穩(wěn)定,,是理想的空中風電廠,。
雖然聽起來很美,但要制造一個高達萬米的渦輪機顯然不可能,。目前,,很多發(fā)達國家都在開發(fā)高空風電技術。
近日,,在山東東營舉行的2009清潔能源國際高峰論壇上,,加州天風有限公司董事長張建軍博士介紹了自己研發(fā)的高空風電技術,并透露將在廣東省建立中國第一個高空風電示范項目,。
世界各地的高空風電
早在20世紀70年代爆發(fā)能源危機時,,各類高空風電的設計就不斷涌現(xiàn)。美國能源部曾開展過一個高空風電項目,,但是到了80年代,,由于能源部官員將經(jīng)費挪為他用,最終使其無疾而終,。不過,,發(fā)達國家對高空風電的研究并未停止,。
據(jù)記者了解,目前主要有兩種高空風電的構架方式,。第一種是在空中建造發(fā)電站,,然后通過電纜輸送到地面;第二種類似放“風箏”,,通過拉伸產(chǎn)生機械能,,再由發(fā)電機轉(zhuǎn)換為電能。
荷蘭科學家放入高空的就是一個典型的風箏,。2008年,,據(jù)英國《衛(wèi)報》報道,荷蘭代爾夫特工業(yè)大學的科學家將一只面積為10平方米的風箏放入1000米的高空,,風箏通過拉與地面發(fā)電機連接的繩子最終產(chǎn)生了10千瓦的電力,。研究人員還設計了一個由眾多風箏組成的梯形電站,能產(chǎn)生100兆瓦電流,。
同荷蘭的風箏相比,,意大利的裝置更像是放風箏的“旋轉(zhuǎn)木馬”。據(jù)意大利媒體報道,,2007年,,意大利推出了風箏風力發(fā)電機KiteGen的計劃。該裝置的發(fā)電原理是:500~800米高的風箏在風力作用下,,帶動地面的轉(zhuǎn)盤在磁場中旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生電能,。研究人員通過計算估計,一個直徑1600米的轉(zhuǎn)盤,、2000平方米的風箏的發(fā)電能力可達100萬千瓦,,這相當于意大利目前電力的1/30。
當意大利在積極建造旋轉(zhuǎn)木馬風箏時,,美國也推出了“高空風車場”計劃,。 在這個計劃中,發(fā)電機等主要發(fā)電設備全部跟隨風箏由風輪機帶動飛入空中,,最終懸停在1萬米高空,。在這里,時速近320公里的強勁氣流吹動風車葉片發(fā)電,,再由電纜將電能以2萬伏的高壓輸送到地面,。專家稱,300個這樣的發(fā)電風箏就足以供應整個芝加哥市的電力需求,。
此外,,世界各地還有關于風箏發(fā)電的許多設想。如加拿大的“飛艇風車”,德國的屋頂小型家用風箏電站等,。
據(jù)計算,,這些高空風電的建設成本和發(fā)電成本遠低于化石燃料和常規(guī)低空風能。幾乎所有人都稱之為“一場能源革命”,。
然而,事實卻是,,國外的一些研究由于沒有經(jīng)費支持已經(jīng)停止,。如“高空風車場”雖然已在地面風洞試驗成功,但仍遭到投資者冷遇,。美國國家可再生能源實驗室發(fā)言人喬治·道格拉斯指出:“我們現(xiàn)在很大程度上只盯著那些可以快速商業(yè)化的項目,。”
目前,,美國,、意大利的幾家公司仍在繼續(xù)高空風電機的開發(fā),已在市場中占有先機,。美國Magenn公司預計在2010年出售2到4臺工作原型機,。專家指出,該項技術進入市場的速度取決于將有多少投資,。如果資金充足,風箏電站很有可能在5年內(nèi)進入商業(yè)操作階段。
登陸中國的高空發(fā)電
北美東海岸和中國沿海地區(qū)是絕佳的高空風力資源區(qū),。
據(jù)記者了解,,最先進的地面風力發(fā)電站的風力密度低于1千瓦/平方米。而在紐約上空急流附近,,風力密度可達到16千瓦/平方米,;中國陸地上空萬米高空處大部分地區(qū)的風力密度均值超過5千瓦/平方米,而江浙魯?shù)貐^(qū)上空的高空急流附近的風力密度甚至達到30千瓦/平方米,,為世界之最,。
中國氣象局國家氣候中心研究員張秀芝提出,江浙魯是利用高空風能的絕佳地帶,。張建軍表示,,這也是他回到中國應用高空風電技術的原因之一。
張建軍出生于廣東省梅州市,,畢業(yè)于中山大學電子系,,后在美國獲得博士學位,曾在美國幾家公司擔任技術總監(jiān),,擁有多項發(fā)明專利,。2005年,他自立門戶,在加州創(chuàng)建了天風公司,,發(fā)明了一種新型的高空風電技術,,稱為“天風技術”。這也是一種“風箏”式的高空風電技術,。
據(jù)他向《科學時報》記者介紹,,天風技術的主要原理就是使風箏如滑翔機般借助風力上升,產(chǎn)生的拉力拉動纜繩帶動發(fā)電機發(fā)電,;當風箏上升到最大高度后,,再通過控制系統(tǒng)調(diào)整風箏翅膀的角度,使其利用自身重力下降,。之后再上升供電,,如此反復。
張建軍指出,,這種高空風電技術主要有兩大技術難點,,一是材料,二是控制技術,。首先,,為了把風箏憑借風力送上天,風箏必須采用超輕材料,,同時具備高強度,、耐腐蝕的特點。他最終選擇的材料直到最近兩年才被研發(fā)出來,。而選用的纜繩雖然比水還輕,,卻具有很高的強度,完全耐切割,。
高空風電的原理雖然簡單,,但具體的控制技術卻異常復雜、精細,。通過幾年的研究,,學電子出身的張建軍在控制技術上形成了突破。最終,,天風公司在美國自主研制的3套不同功率的樣機不僅在臺風及暴風雨情形下能正常運轉(zhuǎn),;通過在各種天氣條件下的測試,張建軍還發(fā)現(xiàn),,同國外現(xiàn)有的高空風電技術相比,,天風技術更為穩(wěn)定,并且高低空皆可運行,。
張建軍表示,,同傳統(tǒng)風電相比,高空風電投資成本約為常規(guī)風電的1/3~1/2, 發(fā)電成本約為1/3,而占地面積僅為1/30,,并且無噪音,,對環(huán)境影響較小。不過,,其范圍內(nèi)的高空必須禁飛,。
目前,該項技術已經(jīng)獲得投資公司的青睞,,將在中國開展商業(yè)化開發(fā)工作,。該投資公司負責人表示,之所以對其投資主要看中該技術是具有定價權和核心競爭力的創(chuàng)新技術,。
最近一段時間,張建軍特別忙,,他正在廣東組建廣東高空風能技術有限公司,,打算逐步把美國公司搬到中國。同時,,還將在廣東建立首個高空風能研究中心及風洞實驗室,,并將在廣東建造首座10萬千瓦級高空風能發(fā)電系統(tǒng)。他透露,,10萬千瓦級系統(tǒng)的發(fā)電成本約為0.2元/度,。另外,如果一切順利,,明年的上海世博會期間,,天風公司在中國的第一臺樣機將正式與公眾見面。 |