http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-08 12:51:22 來源:人民網

空中風電公司設計的渦輪機風箏效果圖
美國斯坦福大學環境和氣候科學家克莉絲汀娜·阿徹和肯·卡爾代拉日前發表研究報告稱,高空急氣流在任何時候所含的風能,超出地球上消耗的所有電能的100倍。
該研究結果於2009年5月發表在《能源》期刊上。阿徹是斯坦福大學和加利福尼亞州立大學芝加哥分校副教授,而卡爾代拉是斯坦福大學副教授和華盛頓卡內基研究所研究員。
據ju科ke研yan和he技ji術shu新xin聞wen網wang報bao道dao,為wei捕bu獲huo這zhe種zhong高gao空kong風feng能neng,研yan究jiu者zhe們men正zheng在zai構gou想xiang設she計ji風feng力li渦wo輪lun風feng箏zheng模mo型xing。這zhe類lei風feng箏zheng與yu一yi根gen電dian纜lan繩sheng相xiang連lian,將jiang可ke以yi飛fei得de很hen高gao,與yu大da型xing客ke機ji並bing肩jian飛fei行xing;高空急氣流穿過風箏的渦輪,渦輪旋轉的葉片會把風的動能轉化為電能,然後向下傳輸經過長約3萬尺的電纜,最終到達電網傳輸係統。(1尺約合0.3米)
研yan究jiu員yuan們men表biao示shi,如ru果guo能neng掌zhang控kong這zhe些xie高gao空kong氣qi流liu,就jiu相xiang當dang於yu打da開kai了le另ling一yi扇shan通tong向xiang高gao效xiao和he無wu窮qiong電dian力li資zi源yuan的de大da門men。阿e徹che說shuo,高gao空kong風feng箏zheng具ju有you成cheng本ben低di廉lian的de巨ju大da潛qian力li,同tong時shi該gai研yan究jiu也ye指zhi出chu,高gao空kong蘊yun藏zang的de風feng力li資zi源yuan巨ju大da而er且qie相xiang對dui穩wen定ding可ke靠kao。
研究揭示高風能密度城市
研究員們對美國國家環境預報中心和歐洲中期天氣預報中心27年內的數據資料進行了分析,完成全球首個高緯度風能調查。
通過研究大氣中的風能在地點和時間上的分布,研究員們發現,約3.2萬尺的高空風能功率密度最大。卡爾代拉表示:“風能功率密度的大小,表明通過一個風力渦輪機轉葉的風能多少。”
高緯度風力中蘊藏著巨大的能量。卡爾代拉表示:“如果能開發高空風力,哪怕隻有1%,也足夠為人類提供持續電力。”
阿徹和卡爾代拉的研究結果顯示,日本、中國東部、美國東海岸、澳大利亞南部以及非洲東北部等地區的高空風能功率密度最大。
研究還對世界上五個最大的城市高空風能功率進行了分析和評估。這五個城市分別是東京、紐約、聖保羅、首爾和墨西哥城。阿徹表示:“紐約是美國所有城市中,具有最大高空平均風能功率密度的城市。”
東京和首爾受東亞季風急流影響,其(qi)高(gao)空(kong)風(feng)能(neng)功(gong)率(lv)密(mi)度(du)最(zui)大(da)。由(you)於(yu)墨(mo)西(xi)哥(ge)城(cheng)和(he)聖(sheng)保(bao)羅(luo)位(wei)於(yu)熱(re)帶(dai)緯(wei)度(du)地(di)區(qu),很(hen)少(shao)受(shou)極(ji)地(di)或(huo)亞(ya)熱(re)帶(dai)風(feng)力(li)急(ji)流(liu)的(de)影(ying)響(xiang),所(suo)以(yi)在(zai)這(zhe)五(wu)所(suo)城(cheng)市(shi)中(zhong),墨(mo)西(xi)哥(ge)城(cheng)和(he)聖(sheng)保(bao)羅(luo)高(gao)空(kong)風(feng)能(neng)功(gong)率(lv)密(mi)度(du)相(xiang)對(dui)較(jiao)低(di)。
風箏渦輪機模型設計大比拚
為捕獲高空風力急流中蘊藏的能量,風能製造商正在設計、製造各種風箏渦輪機,從而可以將風力動能轉化為電能。
空kong中zhong風feng電dian公gong司si就jiu設she計ji了le一yi款kuan風feng箏zheng渦wo輪lun機ji模mo型xing,該gai模mo型xing由you四si個ge相xiang連lian的de渦wo輪lun機ji風feng箏zheng主zhu體ti和he連lian接jie風feng箏zheng的de繩sheng子zi組zu成cheng,每mei個ge渦wo輪lun機ji又you包bao含han各ge自zi的de旋xuan轉zhuan轉zhuan子zi。風feng箏zheng渦wo輪lun機ji可ke以yi通tong過guo繩sheng子zi將jiang電dian力li傳chuan輸shu到dao地di麵mian的de彙hui電dian中zhong心xin站zhan。
yidalifengzhengfadiangongsishejilelingyigemoxing,gaimoxingleisiyigexuanzhuanmuma。zhezhongmoxingzaidimiansheyoujizhan,jizhanlianjieqigefengzheng,meijiafengzhengdefeixingmoshidouyoudimiandejizhankongzhi,congernenggoubuhuozuiduodefengli。fengzhengzaikongqizhongpanxuanzhuanquan,shoujifengli,congerbuduanlazhuailianjieqiyudimianjizhandeshengzi,lazhuaichanshengdeyalijiucushileisihualunxitong,congerjiangfenglidongnengzhuanhuaweidianneng。
發電風箏能否“飛得更高”?
盡管高空氣流蘊藏巨大的風能,但風箏渦輪機卻仍然麵臨著風力不穩定的挑戰。卡爾代拉表示:“即使高空風力相對地麵以上風力相對持續穩定,但還是不夠持續穩定。”
為此,阿徹和卡爾代拉提議建立一個大規模電網,用來向電力需求大於生產力的地區提供多餘電力。
高gao空kong風feng箏zheng發fa電dian的de另ling一yi個ge障zhang礙ai是shi飛fei機ji的de幹gan擾rao。但dan空kong中zhong風feng電dian公gong司si和he風feng箏zheng發fa電dian公gong司si等deng製zhi造zao商shang都dou表biao示shi,空kong中zhong交jiao通tong不bu是shi個ge大da問wen題ti。風feng箏zheng發fa電dian使shi用yong者zhe隻zhi需xu獲huo得de其qi上shang空kong的de飛fei行xing限xian製zhi許xu可ke,就jiu如ru建jian核he電dian站zhan和he煉lian油you廠chang需xu要yao取qu得de的de批pi準zhun一yi樣yang。
此外,空中風電公司還建議,放飛風箏可盡量選則在離城區不遠的鄉村地區進行,研究者們將其稱作“高流動”點。
高空發電風箏目前還沒有投入使用,但據風箏製造商們預測,其電力成本將隻有每千瓦時2到4美分。

意大利風箏發電公司設計渦輪機風箏效果圖