5月5日，據(jù)BBC報(bào)道，越來越多的公司認(rèn)為有線的風(fēng)箏和無人機(jī)將會充分利用高海拔的風(fēng)力，釋放出風(fēng)力發(fā)電的全部潛力。

根據(jù)美國能源情報(bào)署最近公布的數(shù)據(jù)，2018年風(fēng)電產(chǎn)生的電力是2008年的五倍。然而，它仍然只占世界總電力的4％左右。

有人認(rèn)為風(fēng)不是一直存在的，所以這種形式的可再生能源并不可靠。

潛力驚人的高海拔風(fēng)力發(fā)電

不過，海拔較高的風(fēng)（超過500米）會更強(qiáng)勁、更持久。來自加利福尼亞州勞倫斯利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室在2012年的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，僅依靠高海拔風(fēng)發(fā)電，就可以提供全球能源需求的100倍。

歐洲風(fēng)力發(fā)電貿(mào)易協(xié)會的Udo Zillmann指出，為了在更高的海拔進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電，如今的風(fēng)力渦輪機(jī)越來越高大，這意味著需要建造更加巨大且昂貴的塔樓。

他補(bǔ)充道，高科技無人機(jī)和風(fēng)箏現(xiàn)正逐漸被認(rèn)為是成本更低的替代品。“風(fēng)力發(fā)電只需要一個(gè)簡約的渦輪機(jī)裝置，僅包含直徑為幾厘米的葉片和系繩等重要組件，”他解釋說，“這些系統(tǒng)只需要1％到10％的材料用于建造渦輪機(jī)，如果需要也可以接地，例如為了方便遷徙的鳥類通過。”

發(fā)電的風(fēng)箏

Makani隸屬于谷歌的母公司Alphabet旗下，是高海拔風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域的公司之一。這家公司將巨大的原型風(fēng)箏拴在地上，由使用GPS和其他傳感器的飛行計(jì)算機(jī)引導(dǎo)成回路。當(dāng)風(fēng)箏完成其循環(huán)時(shí)，分布在26米長的機(jī)翼上的轉(zhuǎn)子在風(fēng)中旋轉(zhuǎn)，為發(fā)電機(jī)提供動(dòng)力，并沿著系繩向電網(wǎng)發(fā)電。

Makani目前的原型已經(jīng)進(jìn)入測試階段，2015年設(shè)計(jì)的該原型能生產(chǎn)高達(dá)600千瓦的電力，足以為300個(gè)家庭供電。

另外，Makani還在于與能源巨頭Shell合作，即將試驗(yàn)一種安裝在浮動(dòng)浮標(biāo)上的新型海上系統(tǒng)。

該公司首席執(zhí)行官Fort Felker表示：“我們計(jì)劃將Makani的風(fēng)箏安裝在一個(gè)用合成線和重力錨固定的小型翼梁浮標(biāo)上，我們認(rèn)為這是可行的，因?yàn)镸akani的風(fēng)箏比類似額定功率的渦輪機(jī)輕90％。這是一項(xiàng)激動(dòng)人心的技術(shù)挑戰(zhàn)。”

從管理角度來看，在海上放置發(fā)電風(fēng)箏或無人機(jī)是有意義的，因?yàn)樗鼈兛梢栽诿總€(gè)方向飛行600米。

Zillmann指出：“你需要一個(gè)巨大的區(qū)域來操作一臺設(shè)備，這也是許多公司尋求海外業(yè)務(wù)的原因之一。”

發(fā)電的無人機(jī)

不過，也有一些公司致力于在陸地上使用風(fēng)力發(fā)電無人機(jī)，例如瑞士初創(chuàng)公司Skypull開發(fā)了一種自動(dòng)無人機(jī)，可以飛行高達(dá)600米，這大約是傳統(tǒng)風(fēng)力渦輪機(jī)高度的三倍。它目前的原型是一種剛性機(jī)翼，多直升機(jī)“箱翼”無人機(jī)，它可以自行起降，無需發(fā)射器或地面風(fēng)。

該無人機(jī)起飛是由電池供電的，但是一旦在空中，每當(dāng)風(fēng)箏朝向地面時(shí)，電池就會重新充電。

Skypull的首席執(zhí)行官尼古拉莫納（Nicola Mona）解釋說：“一旦它爬升到工作高度，無人機(jī)就會從垂直位置旋轉(zhuǎn)90度到風(fēng)箏模式，然后在系繩上產(chǎn)生牽引力，系繩連接到與發(fā)電機(jī)相連的絞車上。這是一個(gè)讓我們能夠在任何地方飛越地面200米到600米的系統(tǒng)。”

莫納補(bǔ)充道，早期使用可能僅限于較小的項(xiàng)目，但他相信Skypull系統(tǒng)有朝一日可用于滿足大規(guī)模的能源需求。他認(rèn)為，在中期，他們的技術(shù)可以被用于遠(yuǎn)程離網(wǎng)系統(tǒng)，例如采礦作業(yè)和救災(zāi)項(xiàng)目。但從長遠(yuǎn)來看，他預(yù)計(jì)大型風(fēng)電場能夠產(chǎn)生高達(dá)100兆瓦的電力。

其他的陸上高空風(fēng)力發(fā)電公司還有總部位于馬薩諸塞州的Altaeros Energies，該公司于2015年吸引了三菱重工的投資，其浮力式機(jī)載渦輪機(jī)采用氦氣填充的外殼，將風(fēng)力渦輪機(jī)提升至地面以上600米，旨在為全世界數(shù)十億沒有可靠電力和互聯(lián)網(wǎng)接入的人提供電力、電信和其他服務(wù)。

不過與現(xiàn)有的渦輪機(jī)相比，這種系統(tǒng)的最大缺點(diǎn)是它們難以產(chǎn)生足夠多的電力。例如，Makani大型無人機(jī)產(chǎn)生的發(fā)電量比目前正在開發(fā)的最大海上渦輪機(jī)（發(fā)電量12兆瓦）少20倍。所以，你需要數(shù)百個(gè)無人機(jī)才能產(chǎn)生足夠的電力來為小城市供電。

因此，Zillmann將它們視為“傳統(tǒng)風(fēng)車數(shù)字化的下一步”，并期望它們與傳統(tǒng)的風(fēng)力渦輪機(jī)塔架同時(shí)使用“很長一段時(shí)間”。

太陽能產(chǎn)業(yè)何去何從

Zillmann總結(jié)道：“風(fēng)能、太陽能和水能等可再生能源絕對能夠滿足全世界的能源需求，而無人機(jī)可以幫助我們實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。”

水力發(fā)電需要建造大型的水電站，世界最大的水電站——三峽水電站就是利用水力發(fā)電，這個(gè)工程耗資千億，成本實(shí)在太大，盡管帶來的收益可觀的。

如果未來無人機(jī)或風(fēng)箏捕捉到的高海拔風(fēng)能足以供應(yīng)全世界的用電，那么太陽能產(chǎn)業(yè)或許將真正意義上的成為朝陽產(chǎn)業(yè)，預(yù)計(jì)只有在航空航天這樣無風(fēng)的場景才會被用到。

目前太陽能面板已經(jīng)嚴(yán)重供過于求，面板價(jià)格下跌超過26%，已經(jīng)開始有太陽能硅晶圓廠宣布停產(chǎn)，再加上半導(dǎo)體行業(yè)開始低迷，太陽能產(chǎn)業(yè)似乎已經(jīng)開始搖搖欲墜了。若風(fēng)力發(fā)電能夠克服技術(shù)難度并不斷完善，那么預(yù)計(jì)該產(chǎn)業(yè)將會搶走原本屬于太陽能產(chǎn)業(yè)的未來。