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,透過三個葉片把風(fēng)的動能轉(zhuǎn)化爲(wèi)電力,但瑞士新創(chuàng)團隊 Skypull 運用全新風(fēng)力發(fā)電概念,結(jié)合無人機與高空風(fēng)力發(fā)電機(Airborne Wind Energy,AWE)技術(shù),讓人們能以低成本方式利用高海拔的強風(fēng)來發(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)成長了 24 倍。
隨著風(fēng)力發(fā)電技術(shù)愈加進步,為了捕獲更強大的風(fēng),風(fēng)機高度將會越來越高,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。只不過風(fēng)機高度增加也同時代表著成本的高升,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。
因此新創(chuàng)團隊 Skypull 將目光轉(zhuǎn)向高空風(fēng)力發(fā)電機。相較于傳統(tǒng)的三葉式風(fēng)機,其優(yōu)勢是捨棄大型的塔形結(jié)構(gòu)、集電環(huán)與設(shè)計偏航機構(gòu),而為了讓設(shè)備可以有效捕獲高空的風(fēng),團隊則打造一架箱翼式(Box Wing)無人機。
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,搭載四個小型轉(zhuǎn)子與一條連接地面發(fā)電機的纜線,無人機會在海拔 400 公尺高的區(qū)域沿著 8 字形軌跡飛行,期間會不斷拉扯纜線以帶動發(fā)電機發(fā)電,當(dāng)纜線拉盡,無人機便會自動下降,讓絞盤回收纜線、再度起飛,依此持續(xù)循環(huán)。
團隊不僅最佳化氣動力(aerodynamic)性能,其特殊的機翼樣式也可以減少飛行阻力與機型重量,進一步減少成本,且每架無人機在起飛和降落期間都能改變機翼角度。預(yù)計一架無人機預(yù)計可為 1,100 戶家庭供電,翼展長達(dá) 17 公尺的無人機則可提供 1MW 電力。
Skypull 營運長 Marcello Corongiu 表示,該設(shè)備還是有需多地方與傳統(tǒng)風(fēng)機相似,壽命不僅一樣長達(dá) 20 年左右,使用的交流電發(fā)電機、複合材料和機電零件也是相同的,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)展以來也不是一路順?biāo)欤绾卧诟唢L(fēng)速之下穩(wěn)定運作、如何避免發(fā)生高空「車禍」與設(shè)備安全性等等,這些都是廠商得面臨的問題,且高空風(fēng)力發(fā)電機也與航空、材料、自動化和機器人等領(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)團隊的「死亡之谷」,希望可在歐盟中小企業(yè)計劃(EU SME programme)的幫助下升級系統(tǒng)與進入市場。
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