放風箏也能發電？

風力發電大家不陌生，然而有一種風力發電的方式是放風箏。這種能源風箏到底只是一種奇技淫巧，還是代表著未來？它又是怎麼工作的？

現在風力發電的困境

能源風箏之所以會出現，主要是現在的風力發電遇到了一個問題。如下圖：

上圖表示，從1995年到2010年，風力發電機越做越大，越做越高，且越來越昂貴。到2010年，風力發電機的高度達到80米。

上圖表示，從2010年到2015年，風力發電機繼續越做越大，越做越高，到2015年時，風力發電機的高度達到120米，有的甚至更高。

問題來了，難道風力發電的未來就是把發電機越做越高？是的！但以目前的方式根本辦不到。常規風力發電機做得越高，成本會急劇上升。最終，會因為成本問題，長期停留在某個高度，只有經過漫長的等待，某些技術突破後，風力發電機的高度才可能增高。

因此，目前的常規風力發電機，要想增高，已經變得很難很難了。

但是，為什麼非要建得高高的呢？顯而易見，絕大多數情況下，同一地方，隨著高度的增加，風速也會急劇增加。

怎麼辦呢？放個風箏怎麼樣？

來自Google X 的項目

上面的動圖中，左邊的代表常規的風力發電機，在100米的高度，其風能密度只有240瓦每平方米。右邊的是以放飛風箏的方式發電，在250米的高度，其風能密度達到355瓦每平方米。

風箏型風力發電機是來自Google X的一個項目。起初，風箏發電機是來自創業公司Makani Power的創意，2006年時Google投資了Makani Power公司 1000萬美元，2008年又投500萬美元，後來，也就是2013年5月，Google決定玩大的，要自己搞，於是收購了Makani Power公司。

風箏型風力發電機

它是怎麼放飛的

顯然，不是一個人拉著它狂跑然後起飛，這種風箏發電機有好幾個螺旋槳，在平地上，通過連接地面裝置的「風箏繩」給其供電，然後起飛，到了高空，它就迎風飛起來了，如下圖：

那麼，它又是怎麼發電的

第一代的風箏發電機長約9米，配有4個螺旋槳，升空時，螺旋槳提供動力，飛到高空後，最高能飛行到700米左右的高空進行作業。由於高空氣流大且較地面穩定，風箏發電機依靠風就能在空中停留，此時，那4個螺旋槳轉變成風力發電機，而發出來的電，則通過「風箏繩」傳到地面。

風箏發電機並不是老老實實地呆在天上，通過軟體控制，它會做大盤旋！

最後，沒風了怎麼辦？遇到雷雨交加又如何？這些都不是問題，別忘了，地面可以通過「風箏繩」，反向給其供電，遇到沒風或者雷雨交加時，它能返回地面。

總的系統組成

從上面的介紹我們得知，風箏發電系統由四個部分組成：

一：風箏，主體由輕而結實的碳纖維材料製成，上面配備類似直升機一樣的螺旋槳，在起飛以及降落返回地面時，螺旋槳提供升力，一旦風箏在高空穩定飛行，大風迫使螺旋槳高速旋轉，驅動發電機產生電力，然後向下通過繫繩傳到電網。

二：繫繩，由高強度材料製成，連接風箏和地面站，並在兩者之間傳輸電力和通信。

三、地面站，相比常規的大型風力發電機，其地面站要小得多，可以由卡車運送到風力豐富的對方，便於快速部署。

四、計算機系統，內置全球定位系統和其它感測器，能實時計算出高空的最強風力區域，並引導風箏發電機產生最大的電力。

發電功率如何

第二代風箏型風力發電機。

第一代原型機只有9米長，僅配有4個螺旋槳。而第二代接近26米長，配有8個無刷直流發電機。額定功率600千瓦，這意味著，如果按照目前普通家庭的平均用電，一個風箏發電機在空中停留一個小時，就能滿足一個家庭一年的用電量。雖然傳統的風力發電機最大能夠產生3000千瓦以上的功率，但是它的代價也很大，比如建造成本高昂，可部署的地方有限等等。

上圖表示，在100米高度，全球可部署傳統風力發電機的區域。

上圖表示，在250米高空，全球可部署的風箏發電機的區域。

考慮過小鳥們的安全嗎

這麼一個大東西，它在天上高速盤旋，考慮過小鳥們的感受嗎？這要是撞上去，鳥命還有乎？

這個不用太擔心，一是，這種風箏發電機，最終成型後，其所在空域高度為六七百米左右，而普通鳥類的飛行高度大約300米以下；二是，小鳥們也不是什麼糊塗蛋，它們飛的時候，也是很用心的，不會眼睜睜撞上去。三是，可以通過其它措施，比如在「風箏繩」上使用亮麗的顏色，或者夜晚時使用led小燈警示。

那麼飛機呢

客機的飛行高度大多在6000米至12000米，而發電機的高度在700米左右。在飛行中，飛機沒有撞擊的危險，只有起飛和降落時危險才存在，除非是想錢想瘋了，否則誰也不可能把這種風箏發電機安裝在機場附近。

對於直升機來說，危險性顯然要大一些，但也不是不可解決，一是發電廠的場地大多選擇在人跡罕至的地方；二是，如果這種風箏型的發電機安裝量很大，那麼，相信將會有一個健全的警示措施來防止誤撞。最後，這種技術還在不斷探索階段，相信以後，若是商用了，還會有其他更成熟的解決方案。

第二代配有8個無刷直流發電機。

從公元前開始，人類就開始在使用風能，比如帆船。如今，作為一種可再生的清潔能源，技術的進步讓我們得以更加充分地利用它，風箏型發電機作為技術創新的一種，無論其未來前途如何，它都已經為我們打開了一種高效利用風能的思路。

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