在產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，高空風(fēng)電仍然是嗷嗷待哺的嬰兒。在資本領(lǐng)域，國內(nèi)外各路資本早就對高空風(fēng)電項目虎視眈眈，這也從很大的程度上促進了高空風(fēng)電發(fā)電行業(yè)發(fā)展。從這些企業(yè)的技術(shù)軌跡上也可以一窺高空風(fēng)電產(chǎn)業(yè)未來的發(fā)展方向。目前致力于高空風(fēng)能發(fā)電的歐美知名公司主要有WindLift、Makani Power、Altaeros energies等幾家，各家的方案也不盡相同。
谷歌入股Makani Power
2006年Makani Power獲得了谷歌1500萬美元的種子資金、美國高級研究計劃局300萬美元的撥款以及其他私人投資，2008年谷歌公司投資又增加到2000萬美元。2013年5月，Makani Power被谷歌公司收購，并入Google X部門。
Makani Power已制造出大型碳復(fù)合材料“風(fēng)箏”，每個“風(fēng)箏”配備4臺帶螺旋槳發(fā)電機。在起飛前，這些發(fā)電機作為電動機帶動螺旋槳轉(zhuǎn)動，作為風(fēng)箏上天的動力。風(fēng)箏起飛后就能在風(fēng)中飛行，飛行所產(chǎn)生提升力很快就能使風(fēng)箏在不需要其他助力下前行。一旦靠風(fēng)帶來的推力能和螺旋槳產(chǎn)生拉力平衡，此時，發(fā)電機將開始產(chǎn)生電力。風(fēng)箏的飛行電腦將引導(dǎo)風(fēng)箏被繩索牽引沿著弧線飛行，不斷圍繞地面基站轉(zhuǎn)圈。
不過，上述產(chǎn)品的成本顯然還有進一步壓縮空間。根據(jù)Makani Power自身針對特大功率風(fēng)箏渦輪發(fā)電機的研發(fā)，其利用翼狀“風(fēng)箏”收集高海拔風(fēng)能的試驗，已實現(xiàn)的發(fā)電成本是使用風(fēng)力渦輪發(fā)電的50%。
KiteGen高空風(fēng)箏發(fā)電MARS系統(tǒng)
為克服傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電受場地和風(fēng)向風(fēng)速因素影響較大等諸多缺點，意大利 KiteGen科技公司將目光投向高空風(fēng)能，并開發(fā)出全新的MARS(Magenn AirRotor System)系統(tǒng)。
MARS系統(tǒng)主要由高空的拖曳風(fēng)箏和地面的發(fā)電設(shè)備兩部分組成。拖曳風(fēng)箏和地面的風(fēng)力渦輪機相連，并通過安裝在發(fā)電設(shè)備上的航空感應(yīng)器來控制風(fēng)箏旋轉(zhuǎn)的方向和路徑，以最大限度帶動風(fēng)力渦輪機旋轉(zhuǎn)并發(fā)電。
與傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電相比，MARS系統(tǒng)擁有無可比擬的優(yōu)勢：能從高空獲得穩(wěn)定風(fēng)能。“風(fēng)箏”飛行高度越高，所獲平均風(fēng)速就越大，發(fā)電效率也就越高，而傳統(tǒng)風(fēng)力渦輪機最高平均高度只有100米左右。
MARS系統(tǒng)不僅發(fā)電效率高，占用的空間和面積也非常小。一般來講，一個發(fā)電能力為1000兆瓦的傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電廠所用面積約在250到300平方公里之間，而使用MARS系統(tǒng)的發(fā)電廠只需5到6平方公里就可達到同等發(fā)電能力。此外，MARS系統(tǒng)每千瓦小時的發(fā)電成本約為0.02美元到0.05美元，而石化能源每千瓦小時發(fā)電成本在0.05美元到0.09美元，傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電廠成本則為0.15美元。
對于還處于測試階段的MARS系統(tǒng)，上述優(yōu)勢也許預(yù)示著廣闊的前景。
Windlift仍需研發(fā)全自動運行系統(tǒng)
Windlift由Robert Creighton于2006年在美國威斯康辛州建立。美國國防部在2009年9月授予Windlift開發(fā)產(chǎn)品的合同。該產(chǎn)品是一個具有12Kw功率的移動可再生能源系統(tǒng)。
Windlift目前的系統(tǒng)使用了一個90厘米直徑的滾筒和一個60千瓦發(fā)電機連接，這個發(fā)電機最初用于混合動力汽車。風(fēng)箏通過拉動繩索轉(zhuǎn)動滾筒帶動發(fā)電機發(fā)電，電能存儲到鉛酸電池，然后通過控制線使風(fēng)箏釋放拉力。這個過程還會反過來通過電力帶動電機，反轉(zhuǎn)滾筒并再次拉緊風(fēng)箏。
但需要指出的是，Windlift的上述成果仍為半自動運行系統(tǒng)，需要一位操作員手動操作控制桿來飛行機翼。該公司目前正在研發(fā)全自動運行系統(tǒng)。
