机载风能发电系统,这个脑洞来自于一家荷兰的能源科技公司:Ampyx Power。他们把无人机、风筝和发电机组合在一起,实现了高空无人机发电。
在大多数人的印象里,风力发电机就是有三个叶片高高耸立的巨大电风扇。把无人机和风力发电机结合在一起,你可能会有这样的疑问:风力发电在地上不也能发电,为什么非得搬到天上去?发电机这么重,无人机载得动吗?即使能飞起来,发出的电够无人机飞行用的吗?
为什么要把风力发电搬到天上?
风能来自高海拔,越高的地方风越大,我国的风能发电主要都分布在西北、东北这些高海拔地区。随着科技的发展,为了获得更强的风力,发电机立柱也建得越来越高,达到了数百米的高度。为了避免遮挡,这些风机大部分都会被建造在山顶上。如何把上百吨重的发电机组搬上山顶也是一个巨大的困难,通常都需要事先铺设道路,分段运输以及组装,随着发电机越造越大,这些运输工作的难度也成倍增长。除此之外还需要建造占地数百平面的发电机基础平台、铺设几公里长的输电线路,一台兆瓦级的风力发电机组的造价可以达到上千万元。
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使用无人机则可以省去风力发电机建造和运输的大部分费用,建造没有地形上的限制,以低成本获取更高海拔的强大风能,机载风能发电系统因此诞生。
他们如何做到?
一般人可能会想把发电机安装在无人机上,然后让无人机飞上高空来获取风能。但实际上发电机非常重,一般的都有几十吨,无人机根本载不动这么重的设备。所以这个项目的脑洞之处就在于他们的发电机任然是放置在地面上的!而无人机则是极轻量化设计的固定翼飞机,飞行时几乎不消耗电力。
无人机使用一根高强度缆绳连接至地面发电机平台,远看就和放风筝类似。飞行高度在200m至400米高空,以固定线路呈8字型环绕飞行,在强风的吹动下无人机会向上爬升飞行从而拉动缆绳,缆绳则会带动发电机转动发电,飞行至高限后无人机下降并收回缆绳,之后再次爬升如此循环进行发电。根据风力的大小,无人机会自动降落和起飞,无风时则会自动降落休息。一架机翼面积150平米的无人机可以拉动约2兆瓦的发电机发电,实现1000户以上的家庭供电。
由于无人机发电不受地形限制,发电机可以建造在任意地方,所以在海上平台建造这样的发电机成本会远低于其他发电设备,在远洋和离岸供电上这个项目有着更高的发展前景。
Ampyx Power公司在最新的报告中提及未来将研发机翼面积200-250平米的AP5发电机组,使用更细更耐用的超高分子线缆,飞行高度上升至750米,设计发电功率将达到5兆瓦。
无人机发电能否在中国发展甚至取代传统风力发电机呢?欢迎留言讨论。
