国内首创发电技术！2024年1月7日，高空风能发电示范项目在安徽绩溪成功发电。

其原理就像放风筝一样，创新性的利用了300-3000米的高空风能。

不过目前我国火力发电、水力发电、光伏发电、核能发电全面开花，那还要为何要发展这种高空风能？其距地面至少300米以上，是否会撞上飞机和鸟群？

什么是高空发电？

据悉，这是我国首个可并网的兆瓦级高空风能发电示范项目，设计采用了伞梯组合陆基高空风能发电技术，机总容量2x2.4兆瓦，能够利用300-3000米高空风能进行发电。

这种伞梯高空风能发电系统，主要由空中设备和地面设备构成。空中设备主要有氦气球、平衡伞、做功伞、缆绳、驱动器、空地通讯系统等。地面设备则主要由储缆容绳绞车、张紧装置、主卷扬机以及控制系统等部分组成。

其中，空中设备利用氦气球升空，伞梯中的平衡伞组负责保持在高空的平衡，做功伞组负责做功，在风力作用下沿着缆绳轴向上运动，同时拉动地面的机械传动系统，将风能转化为机械能，最后机械传动装置带动发电机发电。

简单来讲就是通过伞组的上下循环往复运动实现发电，类似放风筝时的收放，整体实现风能-机械能-电能的转化。

为何要研发高空发电？

传统低空风主要利用地面300米以内的风能，其电塔筒、机舱以及叶片的大风车模式，通过风力带动风叶旋转，将机械能转化为电能。

但一年也有会5%不刮风的时候，因而受风速影响，风力发电存在发电稳定性差等弊端。

风越大能量越高，具体用公式来讲，p = 0.5ρv^3。其中p代表风能、ρ代表空气密度、v代表风速。虽然正常情况下，空气密度为1.225kg/m，6000米高空空气密度减少一倍，降为0.644 kg/m。但风能与风速的立方成正比，风速增加一倍，风能则增加8倍。

再加上，在6000米以下，随着高度的增加，空气摩擦力减少，风速增加。所以，科学家们便开始探索高空风能这种新能源。

高空发电新进展

2024年10月27日，哈密能源之问大会上，北京临一云川能源技术有限公司晒出了“平流层浮空风力发电系统”，型号S500。

这套涵道式浮空风力发电系统长23米、直径15米、重达1吨，外形酷似白色飞艇。设备中央有一个直径5米的涵道，涵道内安装了两台发电装置，叶片长2.4米。并主要由浮空平台、发电模块、电力传输和系留线缆四部分组成。

首先利用充氦浮空器将轻量化的发电机组运升至设定高度，然后利用涵道引射扩散原理，浮空通风发电，最后通过系缆将电能传输至地面。

该设备于2024年10月10日在湖北荆门漳河机场试验区域进行测试，发电功率保持在50千瓦以上并顺利达到500米高度。打破了此前美国麻省理工学团队保持的记录：297米的升空高度和30千瓦的发电功率。并且，该公司不久后还会将测试提升到1000米高空及100千瓦发电功率。

目前，虽然高空发电技术仍在不断试验。但S500浮空风力发电系统，已经应用于应急救援、智能测绘等。一旦发生地震、洪涝等灾难，S500能迅速升空，在为现场供电的同时，还能监测实时画面、保障通讯畅通。

不过同时，也不得不让人担心其安全隐患。高空发电作为国内首创的发电技术，虽然已有成功测试的案例，但仍处于调试阶段。

从理论上来讲，高空风能发电设备主要包括飞行器、系留部件、发电机和地面设施，飞行器通常被系留式部件固定在特定的高度和位置，因此不会发生主动碰撞的可能。

再加上，国内民用航空飞机高度一般在6000米到8000米，运输飞机更是在7000米以上，远超目前高空发电300-3000米的极限，因而两者各司其职、互不干扰。

【参考文献】

[1] 凌启渝.放个风筝去高空发电[J].财会月刊, 2013.

[2] 袁易.基于ANSYS Workbench软件模拟高空发电翼伞三维结构研究[J].无线互联科技, 2020.

[3] 宁檬丝.在高空发电[J].大科技．百科探索, 2018.

[4] 周明洋,邵垒,熊伟,等.一种飞行高空发电系统，[2024-12-12].