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有一天,高空飞行的无人机可以为你的家提供动力吗?
2019年05月05日    阅读量:106    新闻来源:中国机械网 okmao.com  |  投稿

越来越多的公司认为使用系留风筝和无人机是一种可行的方法来利用更强大,更一致的高海拔风。这种技术能否释放出风力发电的全部潜力,还是它始终是一个利基解决方案?


根据美国能源情报署最近公布的数据,2018年风电产生的电力是2008年的五倍。


然而,它仍然只占世界电力的4%左右中国机械网okmao.com


批评者指出风不总是吹 - 间歇性问题 - 使这种形式的可再生能源不可靠。


但是海拔较高的风 - 超过500米(1,640英尺) - 更强劲,更持久。来自加利福尼亚州劳伦斯利弗莫尔国家实验室的一项有影响力的2012年研究发现,单独的高海拔风可以提供全球能源需求的100倍。


这些图表显示了高海拔地区平均风速的增加情况

贸易协会Airborne Wind Europe的Udo Zillmann说:“风力涡轮机越来越大,以便在高海拔地区进行风力发电。” “但这意味着巨大而昂贵的塔楼。”


用有史以来最大的涡轮机收割风

他认为,高科技无人机和风筝现在正在被接受,成本更低的补品。


“空气风能是涡轮机的简约版本,仅包含必要的元件:直径为几厘米的叶片和系绳,”他解释说。


Makani在夏威夷的试飞前准备好它的风筝

“这些系统需要1%到10%的材料用于建造涡轮机,如果需要也可以接地,例如为了方便迁徙的鸟类通过。”


Makani是Google的母公司Alphabet的一部分,是高海拔风力发电领域的公司之一。


它巨大的原型风筝拴在地上,由使用GPS和其他传感器的飞行计算机环路引导。


当风筝完成其环路时,26米(85英尺)翼上的转子在风中旋转,为发电机提供电力,从而沿着系绳向电网发电。


马卡尼开始测试其目前的原型,该原型设计用于在2015年生产高达600千瓦的电力 - 足以为约300个家庭供电。


Udo Zillmann认为风力无人机将成为我们可再生能源未来的重要组成部分

与能源巨头壳牌合作,它即将试验一种安装在浮动浮标上的新型海上系统。


“我们计划将Makani的风筝安装在一个用合成线和重力锚固定的小型翼梁浮标上,”该公司首席执行官Fort Felker表示。


“这是可能的,因为Makani的风筝比类似额定功率的涡轮机轻90%。这是一项激动人心的技术挑战。”


考虑到一些人可以在每个方向上行进600米,从监管的角度来看,飞行能量捕获风筝或海上无人机是有意义的。


“你需要一个巨大的区域才能操作一台设备,这也是许多公司在海外寻找的原因之一,”齐尔曼先生说。


不过,也有一些公司致力于在陆地上使用风力发电无人机。


例如,瑞士初创公司Skypull开发了一种自动无人机,可以飞行高达600米 - 大约是传统风力涡轮机高度的三倍。


它目前的原型是一种刚性机翼,多直升机“箱翼”无人机,它可以自行起降,无需发射器或地面风。


Skypull的“盒翼”无人机在其绞盘上飞行

起飞是由电池供电的,但是一旦在空中,每次风筝向下朝地面循环时,电池就会重新充电。


“一旦爬升到操作高度,无人机就会从直立位置转过90度转换到风筝模式,并在系绳上产生牵引力,系绳连接到与发电机相连的绞车上,”Skypull首席执行官尼古拉解释道。莫娜。


“这是一个让我们能够在任何地方飞越地面200米到600米的系统。”


Mona先生承认,早期使用可能仅限于较小的项目,但他相信Skypull系统有朝一日可用于满足大规模的能源需求。


“在中期,我可以看到我们的技术被用于远程离网系统,例如采矿作业和救灾项目,”他说。


“但从长远来看,我预计大型风电场能够产生高达100兆瓦(兆瓦)的电力。”


其他陆上高空风力发电机组包括Altaeros Energies,这是一家总部位于马萨诸塞州的技术公司,于2015年吸引了三菱重工的投资。


其浮力式机载涡轮机采用氦气填充的外壳,将风力涡轮机提升至地面以上600米,旨在为全球数十亿人提供电力,电信和其他服务,这些人无需可靠的电力和互联网接入。


Altaeros的浮力式机载涡轮机可产生电力并提供互联网连接

这种系统的最大缺点是与现有的涡轮机相比,它们不会产生那么多的电力。例如,马卡尼巨大的无人驾驶无人机产生的电力比目前正在开发的最大的海上风力发电机少20倍。这些可以产生高达12MW(兆瓦)的功率。


例如,你需要数百个才能产生足够的电力来为小城市供电。


这就是为什么Zillmann先生将它们视为“传统风车数字化的下一步”,并期望它们与传统的风力涡轮机塔架同时使用“很长一段时间”。


但可再生能源 - 风能,太阳能,水能 - “绝对能够满足全世界的能源需求,而无人机可以帮助我们实现这一目标”,他总结道。


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