机载风力涡轮机继续发展

有消息称，谷歌最近收购了飞行风力涡轮机制造商Makani，该飞机的飞行高度在800英尺至1,950英尺之间。

马卡尼机载风力发电机。

该涡轮机可以在高空飞行2000米，这可以利用更强的风和降低基础设施成本来实现，在机架上提供多个涡轮机。

Makani飞机机身与四个涡轮机。

远离地面，空中风力涡轮机可以获得的风量是传统涡轮机无法企及的，同时消除了对庞大结构和基础的需求，这些庞大的结构和基础使现有模型变得昂贵且难以运输。风力涡轮机的运行范围也得到了扩大，因为高空风力与靠近地面的风力是完全不同的。

到目前为止，还没有任何一种设计能够统治新生的机载涡轮机领域。具有最佳效率的最佳设计（如风筝或滑翔机）迅速在空中飞舞，并使用长电缆将其拴在地面上。这些被称为侧风模型，可以达到比传统地面塔式涡轮机的重型结构更高的高度。机载风力涡轮机已经发展到可以在600米处运行，而标准涡轮机的平均水平为120米。

通过更高的风速将飞机空降到更高的高度将带来巨大的好处，这对涡轮机的功率输出产生了巨大影响。

Toshiba Research Europe Limited的工程师Oliver Woodford向巴斯大学的听众介绍了最新研究成果。“该设备在风中传播的速度越快，功率就会以该速度的立方增加，因此，确实有一个真正的好处就是提高速度。”

范围和风速因素加起来是惊人的差异。这就打开了尚未开发的风力资源。根据去年在《自然》杂志上发表的一篇论文，放置在地球表面上的风力涡轮机只能以400 Terra Watts（TW）的速率提取能量，而高空风力发电至少可以提供1800 TW。

为了招募环保人士，预测表明以该水平提取能源会对气候产生深远影响，但是每年在全球需求中利用18TW的电力不太可能产生任何实质性的副作用。但是从地球物理上讲，没有任何迹象表明这些设备无法大规模推广。

侧风模型对如何最好地利用风的动能来发电有不同的想法。

基于升降机的系统通过将涡轮收紧并束缚在涡轮上，然后将其传递到地面发电机中来发电。Ampyx构®建的PowerPlane是此类技术的一个示例。Ampyx的创始人Richard Ruiterkamp希望它能在2015年底上市。

借助基于阻力的系统，例如最近由Google收购的加利福尼亚初创公司Makani所开发的系统，通过安装在较大刚性机翼上的一系列小型涡轮机捕获动力，并通过绳索将其传递到地面。

采用许多较小的涡轮机的想法是基于大部分发电发生在速度最快的叶片尖端。

伍德福德解释说：“如果摆脱了所有结构，只拥有涡轮叶片的尖端，就可以节省很多不必要的结构。”

减少这种结构意味着风能成为未来发电的更可行的选择，因为风能不仅降低了建设成本和碳足迹，而且还使在陆地上运输更容易到典型的笨重的涡轮机不会遇到的地方。能够达到。

还有更多的机会在海上建造它们，因为它们所需要的只是一个系泊在海底的浮力平台。一位开发商SkySails建议最大深度为700米。

尽管像典型的涡轮机一样，在使用前必须将风速降至最低，但机载涡轮机的电源将能够利用较高密度的风区，因此将更加可靠。

伍德福德解释说：“因为您走得更高，所以经常会遇到风速。”“它们将更频繁地运行，因此您将拥有更稳定的电源。”

当然，每个模型都具有某些缺点，例如控制或耐用性问题。但是，大多数情况下，这些问题都涉及其生产的经济和法规限制。毕竟，这实际上是一项突破性的技术，机载风力涡轮机将占据与飞机和客机相同的空域。

鲁伊特坎普说：“对于一项新技术，能源市场存在相当大的进入壁垒。我们认为我们的首批安装将由Ampyx Power自己资助和拥有。

SkySails的董事总经理Stephan Wrage说，该公司“已经在风筝技术上投资了大约5,000万欧元。不过，要进一步开发兆瓦级的发电技术，还需要大量资金（1500万欧元及更多）。”

Google赢得了很多精力方面的尊重。他们最近购买Makani的决定表明，未来该行业的投资可能会更多，并且有助于将这种技术应用于发电领域。

伍德福德指出，对新一代涡轮技术的认识不足是其发展的另一个障碍。“如果要脱颖而出，它需要大量投资。它需要更多的人了解它，更多的人相信它的好处。”他说。

风速更快，土地更少，范围更大–前景令人着迷。这样。.。如何使涡轮机空降并降落以进行维护或恶劣天气？询问者想知道问题可能在哪里，桌上有什么解决方案。

通过。布莱恩·韦斯滕豪斯

资源：机载风力涡轮机开发取得进展