为 弗洛里安·鲍尔(Florian Bauer),CEO 风筝船一家总部位于慕尼黑的公司开发高空风能系统,应对气候变化是个人的事情。
这一切都始于我的学生时代:戈尔的纪录片《难以忽视的真相》激励和激励我作为一名工程师追求可再生能源,我想帮助解决这个问题。
今天,鲍尔与 安德烈·弗里迪奇,克里斯托夫·德雷克斯勒 e 马克斯·伊森西,正在通过 Kitekraft 改变可再生风能的方向。该公司建造的飞行风力发电场借助“风筝”(一种通过电缆连接的电动飞机)来运行。装有风力涡轮机的高空风筝呈“8”字形飞行,利用风力发电。
高空风力发电,一项快速发展的技术
尽管空中风力发电机技术仍处于早期阶段,但全球已有多家公司致力于研究和开发空中风能。
他们做得很好。 国际能源协会(IEA) 认为,要实现《巴黎协定》2050 年的排放目标,到 2030 年全球能源生产的近三分之二必须是可再生能源。风能将发挥作用,到 11 年将增长 2050 倍。
根据国际可再生能源机构(IRENA)的数据,全球陆上和海上风电场装机容量 在过去的 100 年中增长了近 20 倍,从 7,5 年的 1997 吉瓦增加到 743 年的 2020 吉瓦,仅 93 年就新增装机容量 2020 吉瓦: 每年增长 53%.
风能成本 过去十年下降了约40%, 随着对清洁能源需求的增长,预计这一数字将继续下降。
降低成本可以使可再生能源变得更加容易获得——这就是高空飞翔的风筝的用武之地。
它的工作原理?
首先要问的问题是:高空风筝驱动的系统到底是什么?它是如何产生能量的?
这种系统通常包括带有风力涡轮机的风筝、电缆和地面站。风筝的涡轮机在空中飞行时旋转,捕获风能,而将其连接到地面站的电缆则将电力传输到地面。
与需要混凝土和钢材安装的固定风塔不同,高空飞行风电场具有轻型连接和小型地面站,这需要 减少 90% 的材料。
名称和实际上更轻。 他也这么说 Airborne Wind Europe 的一项研究:一个50兆瓦的风筝风电场 913 年内将使用 20 吨材料,而 2.868 吨 典型的风塔公园。
Kitekraft 的风筝主要由铝制成,易于回收利用。 另一方面,普通的风电场使用碳纤维或玻璃纤维增强的钢材和塑料等材料,这些材料更难回收。
总而言之:生产更容易,碳足迹更少。
重新思考风筝
Kitekraft 的风筝配备了八个电机,在起飞和着陆时为设备提供动力。然后它们在飞行过程中用作发电机。控制单元可以稳定风筝并有效地发电。
“风筝本质上是一个绑在绳子上的多旋翼飞行器,”鲍尔解释道。去年,该公司成功进行了自主飞行测试,并将其描述为“我们首款 100 kW 产品的重要里程碑”。
这种高空风筝仍处于原型阶段,但有一天它可以为生活在离网的人们提供替代能源,或者为无法建立风塔的地方提供风能支持。鉴于其优点,在许多情况下这种系统可以取代传统系统。
只要一切顺利。它只需要十分之一的材料,生态足迹要小得多,可以更好地回收利用,但这并不意味着它很容易建造。需要工程和技术:对于传统系统来说,建造一座塔就“足够”了。
这就是为什么我认为这种开发存在商业障碍。
高空风电会起飞还是留在地面?
“我们正在与许多潜在客户保持联系,”鲍尔说。 “我们很高兴他们了解这个系统的经济和生态潜力。它还可以说服目前反对安装传统风力发电的社区,”他补充道。
仍有待改进。首先是“高空风”的定义。多高?在 300 米的高度内,原型机表现出良好的功能,并且该系统甚至可以在非常低的高度使用,以避免飓风造成的损坏。然而,超过这个阈值,风力就会非常强:建造更大功率的风筝会带来风险,必须非常仔细地评估。
那么这项技术进入市场的现实目标是什么?
“到 2024 年,我们将推出翼展 100 米(10 英尺)的 33 千瓦风筝。如果一切顺利,我们将扩大这个尺寸:下一个高空风筝的功率将达到500千瓦,翼展将达到20米。将机翼加倍并不只是使功率加倍,而是使功率增加五倍。
同样有趣的是即使在公海也可以使用这种技术。 浮标形式的浮动站就足够了。 Kitekraft 也可以在沙漠地区拥有发言权,以实现 有效的微电网.
我们将看看这种“飞行”的风能能否成功起飞。