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当提供清洁电力高空发电风筝能否飞得更高

发布时间:2021-09-11 23:03:03 阅读: 来源:贴片机厂家

提供清洁电力 高空发电风筝能否“飞得更高”?

空中风电公司设计的涡轮机风筝效果图

美国斯坦福大学环境和气候科学家克莉丝汀娜·阿彻和肯·卡尔代拉日前发表研究报告称,(3)调剂液压万能材料实验机平衡砣高空急气流在任何时候所含的风能,超出地球上消耗的所有电能的100倍。

该研究结果于2009年5月发表在《能源》期刊上。阿彻是斯坦福大学和加利福尼亚州立大学芝加哥分校副教授,而卡尔代拉是斯坦福大学副教授和华盛顿卡内基研究所研究员。

据科研和技术报道,为捕获这种高空风能,研究者们正在构想设计风力涡轮风筝模型。这类风筝与一根电缆绳相连,将可以飞得很高,与大型客机并肩飞行;高空急气流穿过风筝的涡轮,涡轮旋转的叶片会把风的动能转化为电能,然后向下传输经过长约3万尺的电缆,最终到达电传输系统。(1尺约合0.3米)

研究员们表示,如果能掌控这些高空气流,就相当于打开了另一扇通向高效和无穷电力资源的大门。阿彻说,高空风筝具有成本低廉的巨大潜力,同时该研究也指出,高空蕴藏的风力资源巨大而且相对稳定可靠。

研究揭示高风能密度城市

研究员们对美国国家环境预报中心和欧洲中期天气预报中心27年内的数据资料进行了分析,完成全球首个高纬度风能调查。

通过研究大气中的风能在地点和时间上的分布,研究员们发现,约3.2万尺的高空风能功率密度最大。卡尔代拉表示:“风能功率密度的大小,表明通过一个风力涡轮机转叶的风能多少。”

高纬度风力中蕴藏着巨大的能量。卡尔代拉表示:“如果能开发高空风关闭回油阀力,哪怕只有1%,也足够为人类提供持续电力。”

阿彻和卡尔代拉的研究结果显示,日本、中国东部、美国东海岸、澳大利亚南部以及非洲东北部等地区的高空风能功率密度最大。

研究还对世界上五个最大的城市高空风能功率进行了分析和评估。这五个城市分别是东京、纽约、圣保罗、首尔和墨西哥城。阿彻表示:“纽约是美国所有城市中,具有最大高空平均风能功率密度的城市。”

东京和首尔受东亚季风急流影响,其高空风能功率密会议审议通过了《民用飞机材料产业发展同盟章程》度最大。由于墨西哥城和圣保罗位于热带纬度地区,很少受极地或亚热带风力急流的影响,所以在这五所城市中,墨西哥城和圣保罗高空风能功率密度相对较低。

风筝涡轮机模型设计大比拼

为捕获高空风力急流中蕴藏的能量,风能制造商正在设计、制造各种风筝涡轮机,从而可以将风力动能转化为电能。

空中风电公司就设计了一款风筝涡轮机模型,该模型由四个相连的涡轮机风筝主体和连接风筝的绳子组成,每个涡轮机又包含他有3个专业术语即频率HZ:弹簧每秒做反复运动的次数;振幅mm:弹簧反复运动的变化;实验次数 万:弹簧反复运动的次数各自的旋转转子。风筝涡轮机可以通过绳子将电力传输到地面的汇电中心站。

意大利风筝发电公司设计了另一个模型,该模型类似一个旋转木马。这种模型在地面设有基站,基站连接七个风筝,每架风筝的飞行模式都由地面的基站控制,从而能够捕获最多的风力。风筝在空气中盘旋转圈,收集风力,从而不断拉拽连接其与地面基站的绳子,拉拽产生的压力就促使类似滑轮系统,从而将风力动能转化为电能。

发电风筝能否“飞得更高”?

尽管高空气流蕴藏巨大的风能,但风筝涡轮机却仍然面临着风力不稳定的挑战。卡尔代拉表示:“即使高空风力相对地面以上风力相对持续稳定,但还是不够持续稳定。”

为此,阿彻和卡尔代拉提议建立一个大规模电,用来向电力需求大于生产力的地区提供多余电力。

高空风筝发电的另一个障碍是飞机的干扰。但空中风电公司和风筝发电公司等制造商都表示,空中交通不是个大问题。风筝发电使用者只需获得其上空的飞行限制许可,就如建核电站和炼油厂需要取得的批准一样。

此外,空中风电公司还建议,放飞风筝可尽量选则在离城区不远的乡村地区进行,研究者们将其称作“高流动”点。

高空发电风筝目前还没有投入使用,但据风筝制造商们预测,其电力成本将只有每千瓦时2到4美分。

意大利风筝发电公司设计涡轮机风筝效果图

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