作者:秋凌 来源:新浪科技 发布时间:2009-6-17 15:44:06
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美尝试用高空风力发电机给纽约供电

 
据《连线》杂志报道,曼哈顿街头吹拂的微风无法为整座城市供电,但从理论上讲,安装在城市上空数千英尺处的风力发电机可以做到这一点。美国科学家正尝试通过这种技术给整座城市供电。
 
无限潜力的能源宝库
 
据第一项缜密的、全球范围内的高空风力研究估计,在距地面大约1600至4万英尺的高度,有足够能量可以满足全球百倍的电力需要。最先进地面风力发电站的风力密度低于每平方米1千瓦。而在纽约上空急流附近,风力密度则可以达到每平方米16千瓦。如果能够克服风力间歇性问题,那里的空气将是具有无限潜力的能源宝库。
 
更为重要的是,最理想的高空风力资源刚好位于人口稠密地区,比如北美东海岸和中国沿海地区。美国加利福尼亚州立大学科学家克里斯蒂娜·阿彻(Cristina Archer)说:“高空能源的确十分惊人。那里拥有无限的能量,尽管并不像我们想象的那般稳定。它不会是解决我们所有能源问题的高招,但一定会帮助我们解决这个问题。”克里斯蒂娜与另一位学者合作实施了一项研究,研究结果刊登在《能源》(Energies)杂志上。
 
数百年来,我们一直在利用高密度的矿物燃料,石油供应剧增和对气候变化的担心让绿色技术获得了新生。不幸的是,可再生能源的分布一般漫无边际,这意味着你需要开发大片区域才能获取你需要的能量。所以,工程师都在寻找尽可能密集的可再生能源。在这种情况下,高空风看上去非常具有前景。
 
两大设计构架沿用至今
 
风力可以像旋转磁体一样被用于发电,并随速度快慢而变化。所以,小幅增加风速可以令机械能数量大大增加。高空风速度很快,可以在全球范围内迅速蔓延,同时比地面风更易于预测。高空风的这些特点最终促使发明者和科学家将希望寄托在高空,那里的风力向来十分强劲。在20世纪70年代爆发能源危机时,各类新的能源概念不断涌现,工程师和发明者申请了多项利用高空风设计的专利。
 
他们提出的两个主要设计构架沿用至今。第一个基本上是在空中建造发电站,在高空发电,然后通过电缆输送到地面。第二个更像是风筝,先将机械能输送到地面,再由发电机将其转换为电。从理论上讲,这两种方法都行得通,只不过从来没有实施过对两项技术可行性的全面、严格的评估。
 
美国能源部曾经有一个高空风力发电项目,规模非常小,有关高空风力特征的第一个准确数据便来自于这个项目,然而,由于20世纪80年代能源价格暴跌,里根政府时期的能源部官员将经费挪为他用,最终致使其无疾而终。尽管近年来全球日益重视可再生能源开发,该项目并未重新启动,这并不是因为它不好,恰恰相反,正是因为它过于新颖,距离现实有些遥远。
 
仍面临重重困难
 
美国国家可再生能源实验室发言人乔治·道格拉斯(George Douglas)说:“我们现在很大程度上只盯着那些可以快速商业化的项目,比如在10年左右可以推向市场的项目。”KiteGen、Sky Windpower、Magenn和Makani等初创企业几年前开始涉足高空风力开发,现在看来他们有望提前实现目标。克里斯蒂娜表示:“我们距离工作原型并不像想象中那么遥远。”不过,她同时指出,这些企业无一例外都对他们的实验数据守口如瓶。
 
Magenn公司CFO巴里·摩尼特(Barry Monette)称,明年公司将出售“两到四台”工作原型机,届时“第一笔收入”将打入公司账户。Magenn公司的这套机器可以在更低高度下运转。摩尼特说:“我们的确认为我们会成为最先进入市场的公司,除非有什么意外发生。”
 
从长期来看,用此类机器给整座城市供电仍困难重重,这很大程度上是因为,即便高空位置达到最理想,一年也有会5%的时间遇到不刮风的时候。克里斯蒂娜论文合作者、斯坦福大学生态学家肯·卡尔德拉说:“也就是说,你要么拥有后备能量,大量的能源储备,要么拥有整个大洲乃至全球性电网,用以保证风电可利用率。所以,尽管高空风最终有可能证明是一种重要的能源,但它需要完善的基础设施。”
 
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