风筝发电厂【杂志补充】

风达

唐若水　发布时间： 2007-04-05 05:16　来源：光明日报

是俄罗斯物理学家波德哥茨第一个推出了“风筝发电”的设想。他介绍说：不妨想像一个在离地面几千米的高空并以很高的速度飞翔的巨型风筝——它牵着的一根绳索有力地带动地面上的一台卷扬机转动，而这台卷扬机和一台发电机的主轴连接在一起，并由此带动发电机发电。 　　风筝发电与一般的风力发电利用的都是风力 资源，但其利用的高空的风力不但比地面上的风力要强很多，而且也更为持续稳定。 　　风筝发电的过程也是风筝来回牵动的过程。一开始，在强大风力的带动下，伸展开的风筝不断上升，直到牵着它的绳索到头，持续的时间为60秒左右；然后风筝自动收缩起来，不再招风，卷扬机开始倒转，把风筝拉下来。然后又是伸展、上升，如此往复不断，由此产生源源不断的电能。 　　按照波德哥茨的设计，送上高空的不是1个，而是50个巨型风筝，每一个伸展开来面积足有足球场那么大。这些风筝将在空中从上到下排成一串，看上去就像一个通天的梯子。牵扯这些风筝的绳索将有6000米长，路灯杆那么粗，地面上的卷扬机将有9米多的直径。假如风筝所在高度的风力不足的话，人们还可以放松绳索，让风筝再爬高一层，上升到风力更大的高处。据悉，这样一个高空中的风筝发电厂可以拥有100兆瓦的发电能力（是目前最大的传统地面风力发电设备发动量的约20倍），而需要的只是绳索、卷扬机、发电机和几十个特制的风筝，故发电成本将会很低（1度电低于1欧分）。 　　意大利一些研究人员甚至坚信，高空风筝发电厂不仅可以取代传统风力发电站所必需的几十个占地辽阔的巨型风车，而且在发动能力上也可以和小型火力发电站一比高低。据悉他们设计的一个“超级风筝发电厂”从理论上说，可以发出的电力高达数千兆瓦，而对环境并无一点损害。 　　而一些德国专家则热衷于设计小型的专供家庭使用的风筝发电设备。房主可以把这样的设备安装在自家房顶上，放飞的风筝只须100多米高，便完全足够为一户家庭提供几千瓦的电力了。

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意大利科学家对一种新型风力发电装置寄予厚望，它看上去就像院子中不起眼的晾衣服架子。尽管外形乏善可陈，但风筝风力发电机（简称KiteGen）的发电量却有可能同核电站相媲美。 风筝风力发电机的工作原理很简单：风筝在风力作用下，带动固定在地面的旋转木马式的转盘，转盘在磁场中旋转而产生电能。对于每个风筝而言，转盘都会放开一对高阻电缆，控制方向和角度。风筝并非是我们在公园常见的那种类型，而是类似于风筝牵引冲浪的类型———重量轻、抵抗力超强、可升至2000米的高空。
【业余爱好激发设计灵感 】


    风筝风力发电机的工作原理很简单：风筝在风力作用下，带动固定在地面的旋转木马式的转盘，转盘在磁场中旋转而产生电能。对于每个风筝而言，转盘都会放开一对高阻电缆，控制方向和角度。风筝并非是我们在公园常见的那种类型，而是类似于风筝牵引冲浪的类型———重量轻、抵抗力超强、可升至2000米的高空。

    意大利都灵附近的小公司“巨杉自动控制”（Sequoia Automation）领导实施了这一项目，据估计，风筝风力发电机每兆瓦时能产生10亿瓦的电力，而每兆瓦时的成本仅有1.5欧元。而欧洲国家每兆瓦时发电的成本平均为43欧元，显然，风筝风力发电机的成本是后者的近三十分之一。

    支持者称，这种旋转木马发动机的其他组件加起来的成本也只有36万欧元，而且只需要有限的空间。据他们估计，即便直径只有320英尺（100米），风筝风力发电机也可产生5亿瓦的能量。对巨杉自动控制公司而言，幸运的是，该公司员工可将它们带回家仔细研究。这家公司的核心产业是传感器设计和工业自动化装置。R&D负责人马西莫·伊波利托受其悬挂式滑翔和风筝牵引冲浪等周末爱好的激发，开始琢磨一种特殊的风力发电装置概念，最终风筝风力发电机诞生了。


【或将带来一场能源革命】


    在经过6年的艰苦研究和申请了7项专利后，他领导着一个20人的团队设计出可发电的巨型旋转木马（carousel）。该小组认为这一装置将在未来两年内投入使用。48岁的伊波利托说：“它被称之为一场革命，但我将此看作是新能源未来的一部分。一旦将光电发电、光热发电及风筝风力发电机有效结合在一起，我们就能尽力满足日益上升的全球电力消耗的需求。”

    伊波利托认为，鉴于其覆盖区域小却可产生巨大能量的特点，风筝风力发电机将成为首选风力发电机，使其优于诸如滑翔机发电机和风车等类似项目。迄今为止，这一项目看上去极富前景。一种称为MobileGen的小型便携式风筝风力发电机（由平板载货车拉拽的一个风筝）在8月份的测试发射中就取得了进展。它能产生一定的能量，另外还有一系列改进。伊波利托表示，研究人员看到这种发电机运行时的心情简直难以言表。尽管如此，风筝风力发电机的发展前景似乎并不能一帆风顺。有人虽对这一概念表示赞赏，但仍持一种观望态度。


【具有成本低的优点】


    为意大利政府机构ENEA研究再生能源的卢西亚诺·佩拉奇（Luciano Pirazzi）说：“鉴于风筝风力发电机的发电量及低成本，这确实是一个令人神往的项目。不过，该项目仍存在一系列不确定因素———目前，它基本上还只是停留在绘图板上的一个概念而已。其可行性有待于进一步证明。”人们心中对这种新型发电机的巨大疑问包括，发电机的安放位置以及令人头痛的空域许可证行政审批手续等问题。根据专家现在的推测，风筝风力发电机有可能会耸立在以前曾是特里诺维切累斯核电站所处区域的上空，那里早已是禁飞区。

    到2010年，意大利必须将其再生能源的比例增至总电量的22%，以满足欧盟再生能源政策目标的要求。风力发电是再生能源的一个重要组成部分，而来自国内外企业的竞争有望进一步加剧。因在风筝风力发电机项目上的出色表现，巨杉自动控制公司于今年初被授予了“2006世界再生能源奖”。

    风筝风力发电机也使都灵公用事业公司AEM相信其所具有的巨大价值，这家公司最终同意承担风筝风力发电的实验样机40%的费用，并作为技术合作伙伴在合约上签了字。这是AEM公司首次进行此类项目的投资，这家公司距意大利主要进行风车发电的沿海地区较远。AEM公司工程师安德里亚·庞塔说：“当第一眼看到这个设计时，你会忍不住发笑，因为它的样子实在有些滑稽。不过，随着对它的了解逐步深入，你会发现，这个想法安全可靠，且这项技术已经存在。” （任秋凌）

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风筝电站


风筝上的传感器确保风筝不会被风刮走