这家来自北卡罗来纳州的公司通过一架地面系留的有翼无人机进行循环发电,这是再合适不过的了。毕竟,北卡罗来纳州是人类飞行的发源地。
2023年,风能约占全球发电量的7.8%。有几个国家确实在风能发电方面名列前茅:丹麦58%的总发电量来自风能。乌拉圭占43%。爱尔兰35%。
平准化能源成本(LCoE)是比较不同发电方式发电成本的主要指标;煤炭、风能、太阳能、核能、氢等。
虽然风能的LCoE随着时间的推移一直在下降 —— 主要是由于效率、建筑成本、建筑材料和更大的发电机 —— 但它仍然相对昂贵。2023年LCoE报告显示,无补贴的陆上风电成本在每兆瓦时24至75美元之间,而海上风电的成本略高,为每兆瓦时72至140美元。
风力发电机非常庞大。如果你曾经在远处看到过它们,你就能看出它们很大。如果你曾经直接站在其中一个下面,你就知道抬头看它有多么令人眼花缭乱。海上风电平台更大。我们说的是1115英尺高(340米)的庞然大物,产生26兆瓦的电力,在某些情况下能够抵御飓风,足以为8500多户美国家庭供电。
Windlift是一家成立于2006年的能源公司,但现在才刚刚起步。它在发电方面有一个有趣的想法。该公司开发了一个本质上是一个12英尺(3.7米)长的风筝,翅膀上连接着发电机,绳索似乎是一根约200英尺(60米)长的钢绳,电线延伸到地面。
它像直升机一样垂直起飞,拉出绳索上的所有松弛部分,然后在保持绳索拉紧的情况下进行侧向俯冲,然后绕另一个方向上下俯冲重复这个过程。永远处于自主的8字形。用工程和航空术语来说,这被称为“侧风”飞行。它通常用于试图通过垂直于风向飞行来最大化提升力或推力。
而在Windlift的案例中,它正在发电。
每一次俯冲都可以通过25-30磅(11.3-13.6公斤)的碳纤维机身旋转的旋转螺旋桨,在推力和阻力之间交替进行,从而拉动2、3甚至5 G的发电风。这些电力 —— 全部为30千瓦时 —— 然后被直接送到地面站,地面站可以连接到电池、你家、市政电网或任何你想要的地方。
30千瓦时的电量足以满足普通美国家庭的日常用电需求。
为什么选择这种空中发电而不是传统的陆上/海上风力发电?
实际上,它要便宜得多。比传统风力涡轮机便宜80%。据报道,使用Windlift的技术还可以将建造风力涡轮机所需的材料减少90-95%。该技术还具有高度便携性,可以在最偏远的地方以最少的设置提供电力。
五角大楼对Windlift的发电能力非常肯定,已经向该公司提供了3000万美元的研发拨款。作为交换,美国国防部(DoD)期望便携式离网发电机用于前沿作战阵地。
Windlift目前正在设计一个75千瓦时的系统,翼展将达到40英尺(12.2米),用于商业应用。然而,40英尺是Windlift将设计的最大尺寸,因为根据物理学的平方立方定律,任何大于40英尺的东西都会降低效率 —— 更不用说随着尺寸的增大,理想的便携性也会变得越来越困难。一个40英尺的机身可以装进一个40英尺的集装箱。
Windlift并不是第一家在空中进行发电的公司。
2016年,谷歌X实验室登月计划支持的Makani项目,成为世界上第一个以与Windlift相同的方式发电的项目。Makani更专注于公用事业规模的飞机,能够产生高达600千瓦时的电力。谷歌在2013年以未披露的金额完全收购Makani之前,已向该项目投资了1500万美元。到2020年,谷歌已经完全关闭了该项目,认为该项目风险太大。
也许通过专注于便携性和更小的规模,Windlift可能会填补空气捕捉的利基市场。
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