通常在人們的印象中,風(fēng)力發(fā)電外觀不外乎就是拔地而起的巨型電風(fēng)扇,透過(guò)三個(gè)葉片把風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化爲(wèi)電力,但瑞士新創(chuàng)團(tuán)隊(duì) Skypull 運(yùn)用全新風(fēng)力發(fā)電概念,結(jié)合無(wú)人機(jī)與高空風(fēng)力發(fā)電機(jī)(Airborne Wind Energy,AWE)技術(shù),讓人們能以低成本方式利用高海拔的強(qiáng)風(fēng)來(lái)發(fā)電。
電是人們生活中不可或缺的能源,如何以便宜又低碳方式發(fā)電已成為各國(guó)迫在眉睫的課題,而風(fēng)力發(fā)電更是歷史相當(dāng)悠久的綠色技術(shù),雖然目前尚未成為主要能源,但該技術(shù)在 2000-2015 年間已經(jīng)成長(zhǎng)了 24 倍。
隨著風(fēng)力發(fā)電技術(shù)愈加進(jìn)步,為了捕獲更強(qiáng)大的風(fēng),風(fēng)機(jī)高度將會(huì)越來(lái)越高,從目前的平均 90 公尺上升到 100 以上,甚至有望突破 200 公尺以上。只不過(guò)風(fēng)機(jī)高度增加也同時(shí)代表著成本的高升,且若想要捕獲高海拔速度更快的風(fēng),總不能打造高度超越 400 公尺的風(fēng)機(jī)。
因此新創(chuàng)團(tuán)隊(duì) Skypull 將目光轉(zhuǎn)向高空風(fēng)力發(fā)電機(jī)。相較于傳統(tǒng)的三葉式風(fēng)機(jī),其優(yōu)勢(shì)是捨棄大型的塔形結(jié)構(gòu)、集電環(huán)與設(shè)計(jì)偏航機(jī)構(gòu),而為了讓設(shè)備可以有效捕獲高空的風(fēng),團(tuán)隊(duì)則打造一架箱翼式(Box Wing)無(wú)人機(jī)。
該設(shè)備外觀很像在空中飛行的平行四邊形不明物體,遠(yuǎn)遠(yuǎn)看與風(fēng)箏相似,搭載四個(gè)小型轉(zhuǎn)子與一條連接地面發(fā)電機(jī)的纜線(xiàn),無(wú)人機(jī)會(huì)在海拔 400 公尺高的區(qū)域沿著 8 字形軌跡飛行,期間會(huì)不斷拉扯纜線(xiàn)以帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電,當(dāng)纜線(xiàn)拉盡,無(wú)人機(jī)便會(huì)自動(dòng)下降,讓絞盤(pán)回收纜線(xiàn)、再度起飛,依此持續(xù)循環(huán)。
團(tuán)隊(duì)不僅最佳化氣動(dòng)力(aerodynamic)性能,其特殊的機(jī)翼樣式也可以減少飛行阻力與機(jī)型重量,進(jìn)一步減少成本,且每架無(wú)人機(jī)在起飛和降落期間都能改變機(jī)翼角度。預(yù)計(jì)一架無(wú)人機(jī)預(yù)計(jì)可為 1,100 戶(hù)家庭供電,翼展長(zhǎng)達(dá) 17 公尺的無(wú)人機(jī)則可提供 1MW 電力。
Skypull 營(yíng)運(yùn)長(zhǎng) Marcello Corongiu 表示,該設(shè)備還是有需多地方與傳統(tǒng)風(fēng)機(jī)相似,壽命不僅一樣長(zhǎng)達(dá) 20 年左右,使用的交流電發(fā)電機(jī)、複合材料和機(jī)電零件也是相同的,僅需要定期更換超高分子量聚乙烯(UHMWPE)電纜。
新型技術(shù)發(fā)展以來(lái)也不是一路順?biāo)?,如何在高風(fēng)速之下穩(wěn)定運(yùn)作、如何避免發(fā)生高空「車(chē)禍」與設(shè)備安全性等等,這些都是廠商得面臨的問(wèn)題,且高空風(fēng)力發(fā)電機(jī)也與航空、材料、自動(dòng)化和機(jī)器人等領(lǐng)域息息相關(guān),Skypull 面臨著許多挑戰(zhàn)。Corongiu 表示,目前公司處于新創(chuàng)團(tuán)隊(duì)的「死亡之谷」,希望可在歐盟中小企業(yè)計(jì)劃(EU SME programme)的幫助下升級(jí)系統(tǒng)與進(jìn)入市場(chǎng)。
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