「放风筝」也能发电,在 500 公尺高空捕捉稳定强风

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「放风筝」也能发电,在 500 公尺高空捕捉稳定强风

开发风力发电设备,不一定架设高耸的塔架、超大型的叶片,装有转子、长得很像飞机的「风筝」也可以达到发电效果,瑞士衍生企业 TwingTec 便看好新型高空风力发电机(AWE)的发展,打算撷取 500 公尺高的狂风。

AWE 设备捨弃传统风电的大型塔形结构、集电环与设计偏航机构,改用缆线来拉扯轻便的滑翔翼、无人机来拦截风能,这种概念有点像是「放风筝」,首先以缆线连接地面发电机与风机,再透过拉扯、收回缆线,让风机沿 8 字形轨迹飞行,进而驱动地面的发电机。

「放风筝」也能发电,在 500 公尺高空捕捉稳定强风

虽然在成本、设备占地面积方面,AWE 的竞争力都比传统的大型风力发电设备还要高,感觉实行上也很简单,但并不然,海拔 500 公尺处的风速与 120 公尺处快 8 倍,也就是说,要用缆线,让设备在风速平缓与强风之间的地方来回飞行。

瑞士联邦材料科学技术实验室(Empa)的衍生企业 TwingTec 执行长 Rolf Luchsinger 表示,「设备脱落」并不是最大的挑战,而是要如何自动起飞与降落,毕竟,最终风力发电设备还是要达成无人操作供电。

TwingTec 2017 年就开发出翼展 15 公尺的 TT100,当机体飞升至 300 公尺处时便会自动滑翔而下,然后再度爬升,全程无需人工操作,且发电容量还高达 100 KW,可满足 60 户家庭的用电,只不过较为小型的机型还没达成自动起降条件。

团队去年开始测试翼展 3 公尺长的原型机 T28,最终已成功飞行 30 圈并安全降落,目前他们正打算进行下一步:让设备自己完成所有过程。根据团队设计,新型原型机 T29 不仅能自动起降,发电量也可达 10 KW,预计会在 11 月进行长时间测试。

除此之外,团队还打算开发出离岸浮动式 AWE 系统,同时善用广阔的海洋与高空的狂风,一举两得。

通常 AWE 设备不太会出现在人口稠密的地方,其中当然有安全考量,但主要还是这种设备较为适合偏远地区,像是採矿、偏乡、离岛等远离电网的地方,这样一来他们就可以降低对柴油发电机的依赖,进而减少废弃、碳排放量与柴油成本。

不过在商业化之前,TwingTec 仍旧面临许多挑战,像是如何在狂风之下稳定运作、避免发生「车祸」与设备安全性等等。

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