分享

高空风能,关键在成本模型

 by610830 2019-09-30

  当下,高空风能的潜在价值已获公认。可利用储量虽各执一词,但至少可获共识的应该是:能显著加速实现“碳排放增量不大于零”。
  然而,高空风能的开发技术对风力发电业而言却是柄双刃剑!试想:哪怕只在千米之下,若与高度相关的成本增量趋于零,首先难以承受会是谁?何况,在高空风能靓丽的年平均风速指标背后还潜藏着一个狠辣的角色——最低可利用风速距地表的高度!一旦这头怪兽出笼,就算是跑去撩逗它的那些探险者又能幸免几何?因为,高度壁垒崩溃后,能拼的就只剩取决于机理的成本模型了。
  所以,若非不得已,高空风能就只能继续被当作一面华丽的屏风!虽然它确能在全球范围内一视同仁地促进环境、能源的平权。
  好在,至少目前几乎只有Crosswind flight(切风飞行)机理一枝独秀。大家慢慢玩儿就好。毕竟都只是处于“系留式自持滞空装置”的初级应用阶段——从大气的地表附面层里探出了头。不论只需要画圈圈的Makani,还是可以拽着轻质系绳东游西荡的KPS,都没有可以一骑绝尘的秘诀。
  但是,随着Kitepower、Makani相继在今年发生滞空故障,自身的“滞空可靠性”将会成为不能再被一笔带过的内容。而更高更快更强的面纱一旦被揭开,面对《Airborne Wind Energy: It's All Platypuses Instead Of Cheetahs》一文早在2014年就几近巨细靡遗的批判,Crosswind Kite Power又能拿什么来拯救自己?
  说一句:非不愿,不能尔——都是“飞行”惹的祸?!
  更悲摧的是,一个机理争霸战的对手已经在申请上场了。
  在其申请理由中包含了如下关键表述:
  1.若“系留式自持滞空装置”能够显著提升结构效费比的力学本质是通过柔性约束使“载荷/单位质量”最大化,则这种成本模型的极致就必然对应风能转换结构的“表面积/单位质量”最大化。这,恰恰就是传统的中国板式风筝!
  2.从“力矩的平衡”角度分析可知:风筝不会飞!它由若干杠杆、单摆组成,是一个相对于系留点的四轴平衡系统——基于自身风载自持稳定的处于滞空状态。
  3.值得庆幸的是:基于“系绳张力与风载平面的形心法线重合”这个唯一的结构特征,风筝的系绳张力变化可以不产生与力矩平衡变化相关的过渡过程——飞行!但这必须基于一个伴生的强制性限定:只能通过改变“风载面积”这个结构性参数使系绳张力受控变化。
  如果不必飞行,则
  自持滞空能力将再次成为唯一具有最高优先级的功能。
  机械自动化将因为控制参数的单一再次成为基本功能。
  串式构形将因为速度矢量的一致性成为彻底实现“现场定制”的标准模式。
  趋于一维化的运动轨迹将因为相对于风向的一致性使“机群阵列密度”显著增加。
  ……
  可以预期,风筝原理的新解,将使传统的中国板式风筝在高空风能的开发技术中“名正言顺的后发先至”。而基于风载单元通用化以及地面主机可重定位的“现场定制”,将会对风力发电行业的作业流程及周期产生颠覆性的影响。

    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多