
緊張研制中的漂浮式飛行渦輪

600高空的“牽線木偶”
中國風電材料設備網:有道是“高天滾滾寒流急”,研究表明,高空蘊藏的風能的能量,足夠滿足全地球的需求。傳統(tǒng)的風力渦輪機紛紛試著“高大上”,今年在丹麥的一個測試中心安裝了現今最高的風力發(fā)電機,它的葉片尖端“摸高”達到220米。
美國波士頓一家名為Altaero的新公司希望成為把高空風能帶到地球的先鋒。2013年,他們在緬因州測試了一款渦輪發(fā)電機,漂浮在風時速為72公里的150米高處。而在馬薩諸塞州薩默維爾的Altaero綠城實驗室,更大的漂浮式飛行渦輪(BAT)正在加緊研制。
由于轉子深藏在內部,BAT看上去不像傳統(tǒng)的風力渦輪機,倒是更像一個充氣飛行翼。1000立方米氦氣充滿了氣囊,將BAT帶到600米的高空,那里的風力強勁而穩(wěn)定。
機器人飛艇的管形主體(A)長4.3米,容納著轉子(B),專為捕獲高空風的能量而設計。BAT帶有4個充氣的穩(wěn)定鰭,會隨時以被動方式將BAT轉向,讓轉子對準來風。而制作BAT的專用全天候UV織物材料,則是該公司與飛船和航天服先驅ILC多佛公司合作開發(fā)的。
為防止飛艇漂走,采用了3根雙絞聚合物系繩(C)。一根線纜包含著銅導線,將600米高空收集的電力輸送到蓄電設備或電網。
地面站(D)回應從BAT傳感器傳回的數據,幫助飛行渦輪取得最優(yōu)風力條件,大約為相對時速48公里。它可使用3臺絞車調整BAT的高度,或在遇到劇變氣流時轉向(看上去像倒置的牽線木偶)。如果風超過時速120公里,地面站會將BAT索性收起。
設計中的首個商業(yè)BAT將帶有30千瓦的發(fā)電機組,能滿足十幾個家庭的電力需求。更大的版本將包含200千瓦發(fā)電機組。
美國斯坦福大學氣候學家卡爾代羅2012年合作主持了一項研究,他寫道,“高空風的能量足夠提供全世界的需求。”這里的潛力估計在1800太瓦——是地表附近估計值的4倍以上。“問題是,能不能創(chuàng)造可靠、經濟地提取這些能量的技術。研制BAT的Altaero公司證明它已這樣做了。”
當然,飛行器絕對不能有泄漏。公司總監(jiān)和創(chuàng)始人之一亞當·瑞恩說,“我們一直在研究,希望了解材料可耐用多久。我們的愿景是推出一個產品,你可以部署在那里一年兩年,還可以卸下打包,移到新站點或交給新客戶。”
BAT安裝簡單快速,可以空運,到位后一輛卡車幾個人,就能現場充氣,當天發(fā)電。而同樣規(guī)模的傳統(tǒng)風力渦輪機則需要澆注混凝土基礎,建立多層塔,需要一批人花上好幾天。BAT連接到基站,只需用電線桿一樣的地錨就能固定。
BAT也可以攜帶無線和蜂窩天線,或作為無線互聯網節(jié)點,以創(chuàng)建或擴展語音和數據網絡。