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风能发电又出黑科技：放串“风筝”！

发布时间:2024-01-19

1月7日
由中国能建中电工程和中路股份共同建设
中国能建安徽院总承包
江苏电建一公司承建的
安徽绩溪高空风能发电新技术示范项目
成功发电
成为我国首个
可并网的兆瓦级高空风能发电示范项目

看下面的示意图
是不是很像我们熟悉的串式风筝



“风筝”能发电
这到底是怎么实现的？

中国能建

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什么是高空风能发电？


高空风能
一般指离地面300米以上的
中、高空风能
而高空风能发电
则是通过独有的设备组合
充分利用这一资源
实现风能→机械能→电能的转换

相比低空风能
高空风能具有
储量丰富、风速高、风向稳定等优势


随着与地面距离的増加
和地面摩擦的减少
高空风速将逐渐加大
而风能与风速的立方成正比
即使高空中空气密度有所降低
但其蕴含的能量仍比地面大许多倍

相关研究表明
我国6000米高空的风能密度均值
是地表风能密度均值的20倍以上
高空中所蕴含的风能超过
目前人类社会能源总需求的一百多倍

此外
当靠近地面时
受地形等影响
风具有很强的随机性
强度也显著下降
而根据美国国家环境预报中心（NCEP）
1979年至2006年的数据资料表明
在500米至10000米的高度范围
风的流向稳定
且高度越高，风的强度越大
稳定性越好


高空风能发电有哪些类型？


按照风能捕获
与机电能量转化方式的不同
高空发电技术可分为
空基高空风力发电
陆基高空风力发电


空基高空风电
是把轻型风力发电机
搭载在飞行器上
放飞到高空中
通过特定的操作方式
使飞行器在风和缆绳的共同作用下
沿一定的轨迹循环飞行
飞行过程中气流带动发电机发电
然后通过缆绳把电能传送回地面

陆基高空风电
则是把飞行器系在缆绳上
像“风筝”一样放飞到高空
飞行器在风力作用下
带动缆绳往复牵引
地面发电机转盘旋转产生电能

我国首个
可并网的兆瓦级高空风能发电示范项目
采用的是
伞梯组合型陆基高空风能发电技术路线
能够利用300-3000米高空风能进行发电


“风筝”如何发电？


有别于低空风电的
“塔筒 机舱 叶片”的“大风车”模式
伞梯高空风能发电的原理
就像是“收放风筝”
通过“伞组”的上下循环
往复运动实现发电





系统构成


伞梯高空风能发电系统主要
由空中设备及地面设备构成

空中设备
主要由氦气球、平衡伞
做功伞、缆绳、驱动器
空地通讯系统等部分组成


地面设备
主要由储缆容绳绞车
张紧装置、主卷扬机
以及控制系统等部分组成
其中
绞车系统是地面的核心设备
运转中绞车绳速
高达50—60公里/小时
接近运行中的汽车速度






运行过程


“伞组”通过氦气球
提供初始升力


上升到一定高度后
打开做功伞
在500米以上高空采集捕获风能
对主缆绳产生巨大拉力
将风能转换成机械能


主缆绳同时拖动地面发电机组发电
将机械能转化为电能






未来展望


目前，中国能建已成功申报获批
“新型高空风力发电关键技术及装备”
国家重点研发项目
实现牵头国家重大技术攻关任务的突破

下一步
中国能建将依托绩溪高空风能发电新技术示范项目
和国家重点研发计划项目
继续开展高空风能发电技术的研究和试验
系统推进以创新为引领的
绿色化、数智化、融合化“一创三转”
引领我国高空风能发电产业发展


强劲而稳定的高空风能
将在全球能源转型中
发挥重要作用
共同期待！


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