能发电的“风筝”飞起来了

王轶辰

我国首个可并网的兆瓦级高空风能发电示范项目，采用的是陆基伞梯组合型高空风能发电技术。目前看来，伞梯式高空风力发电技术路线可推广性强、大型化成本低，可实现安全、可靠、稳定的商业化应用，有助于新型电力系统构建。未来，利用清洁的高空风资源可带动高空风电产业链发展。

高空风能发电技术是通过捕获高空风资源进行发电的创新技术。与人们常见的“大风车”叶片转动发电不同，高空风力发电类似于放风筝，即用一根根长的绳子放一只巨大的“风筝”，并用它生产能量，这个大风筝就是高空风力发电机，牵引这只大风筝的绳子可达数百米甚至数千米长。目前这种发电机的设计构想主要有两种类型：一是空基高空风力发电，即发电机悬于空中，空中飞行，空中发电。二是陆基高空风力发电，即发电机置于地上，空中飞行，地面发电。

既然传统的三叶风力发电机已经很成熟，为何还要发展高空风能发电技术。新型风力发电模式的探索，可进一步打开风能发展空间。根据风力发电的基本原理，风中的能量与风速的三次方成正比。这意味着，风速增加1倍时，风中的能量增加到8倍，3倍风速则意味着高达27倍的能量。因此，风速快的地方是理想的风力发电场。相关研究表明，高空风有可能产生比传统风力涡轮机多100倍的能量。

与此同时，高空风持续时间长且风力稳定。机组总发电量与发电利用小时数密切相关，能发电的时间越长，发的电就越多。有资料显示，在500米至10000米的高度范围，风的流向稳定，且高度越高、风的强度越大，稳定性就会越好；当靠近地面时，受地形等影响，风具有很强的随机性，强度也显著下降。在高空，理论年发电时间可高达6500小时以上，这个数字远超我国火电机组年平均利用小时数。

目前看来，伞梯式高空风力发电技术路线可推广性强、大型化成本低，可实现安全、可靠、稳定的商业化应用，有助于新型电力系统构建。同时，伞梯式高空风力发电技术装备占地面积小，环境友好，未来利用清洁的高空风资源即可实现发电自运行，能够推动高原、海岛、边防、无人区等地区能源发展，从而带动高空风电产业链发展。实现千米级高空风能的高效捕获与利用，无疑对加快推动我国能源革命具有重大意义。

能源绿色低碳转型的本质，是从资源依赖走向技术依赖的过程。绝大多数可再生能源都必须应对能量密度低的核心问题，这意味着需要不断进行科技创新，以提高能量转换效率，增强与化石能源竞争的经济性。我国新能源跨越式发展领跑全球，靠的就是不知疲倦的技术进步。在光伏领域，过去一年隧穿氧化层钝化接触电池、异质结电池、背接触式电池等技术加速产业化，钙钛矿、叠层等新型电池转化效率屡创新高，光伏技术水平已全球领先。即便如此，能源行业整体科技水平仍不足以支撑大规模能源转型的需求，可再生能源利用还存在很多空白地带。特别是碳中和目标提出后，更需要基础理论创新、核心技术创新、重大装备创新、关键制度创新，要结合我国基本国情能情，寻求颠覆性的技术突破。期待更多的电力“风筝”，将我国乃至全人类的清洁能源利用水平推向新高度。（转自：中国经济网官方网站，有删减 ）