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比风力发电机强100倍的风筝发电有多牛?可让人类实现“能源自由”

 科学知更鸟 2023-09-16 发布于河南

你知道吗?自工业革命以来,尽管科学技术水平不断提高,但是人类面临的能源压力却越来越大,这难道就是所谓的科技悖论?

为了缓解人类的能源焦虑,科学家们夜以继日地寻找新能源、提高现有能源利用效率,尤其是砸重金搞可控核聚变。

然而,从目前来看,这些努力都未能取得预期的成果。这时,如果有人告诉你,只要放放风筝就能发电,并有望解决全人类的能源危机,你会感到惊讶吗?

人类利用风能已有上千年的历史,当前被广泛应用的是塔架式风力发电机,俗称大风车。这种风力发电机的原理是将风能转换为机械功,机械功带动转子旋转,最终再输出交流电。

但由于材料的限制,塔架式风力发电机的运转高度很难超过300米。众所周知,贴近地面的风很容易受到树木、建筑物、山丘和地面的阻力而减速。据科学家统计,风力发电机的实际输出功率通常只有其容量的20%到40%左右。

而300米以上的高空风能,随着海拔高度的增加,其受到的阻力会越来越小,风速也会越来越大。

据测算,在500米的高空,风速比在100米高度处快3~7公里每小时。到了9000米的高空,常年时速稳定在160公里左右的高空急流,能够给人类带来的电能,是我们当前全人类总需求的100倍。

也就是说,只要我们能够利用好1%的高空风能,人类就能实现能源自由。

风筝发电就是为利用高空风能而生的,它的发电原理是将风筝系在高空,利用高空风力带动风筝产生拉力,然后通过拉力传输装置将拉力转化为机械能,再通过发电机将机械能转化为电能。

一般来讲,风筝发电的具体方式可分为固定式风筝发电和飞行式风筝发电这两种。

与传统的塔架式风力发电机相比,风筝发电几乎可以实现全天24小时、全年365天不间断供电,简直堪称完美。风筝发电的设备在生产和运输方面都更有成本优势,并且效率更高。

2021年,德国的一家电力公司成为了全球第一家提供风筝发电商业产品的企业。这家公司的产品模型包括一个面积可达180平方米的可操控风筝。这个风筝通过一根长800米的绳索连接着一个装进集装箱内的地面站。

据这家公司的负责人介绍,风筝工作时在空中飞行的轨迹绘成巨大的“8”字形,并驱动地面上的发电机,平均可产生80千瓦的输出功率,这足够为大约60户美国普通家庭提供电力了。

据了解,这家公司的目标是建造能够以兆瓦量级的功率发电的风筝,他们构想上百个风筝在风电厂成群飞行,用来为电网提供电力。

总之,风筝发电一旦能够实现大规模商用,就有望成为比可控核聚变更为宝贵的终极能源。因为可控核聚变其实是存在潜在风险的,尽管聚变反应堆通常被认为比传统的核反应堆安全得多,但是如果不遵守适当的安全规程,仍有发生事故的风险。

可控核聚变一旦发生事故,其造成的危害可比风筝发电大多了。

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