“會飛的電站”如何發(fā)電

長長的巨型“風箏”也能發(fā)電！日前，世界最大5000平方米高空風力發(fā)電捕風傘在內(nèi)蒙古阿拉善左旗試驗場開傘，完成全部預定試驗內(nèi)容并成功實現(xiàn)空中收傘，標志著我國高空風力發(fā)電技術(shù)在工程化應用方面邁出堅實一步。

高空風力發(fā)電是利用空中組件捕獲300米以上高空風能，實現(xiàn)“風能—電能”轉(zhuǎn)換的新能源技術(shù)。這個過程類似收放風箏：傘組通過氦氣球提供初始升力，上升到一定高度后打開捕風傘，利用捕風傘在空中往復運動實現(xiàn)捕獲風能，這將對主纜繩產(chǎn)生巨大拉力，進而帶動發(fā)電機組發(fā)電。

“會飛的電站”，發(fā)電效率怎么樣？

高空風能國家重點研發(fā)計劃試驗工程現(xiàn)場總指揮曹侖介紹，擬建設的這座“電站”單機額定功率5兆瓦，從500米上升至3000米高度后，再返回初始位置，單次發(fā)電循環(huán)時間約為20分鐘，上升一次的發(fā)電量約500千瓦時。據(jù)測算，正常狀態(tài)下年發(fā)電量可達1000萬千瓦時，相當于節(jié)約標準煤約3000噸。

為捕獲高空風能，國內(nèi)外主要有空基和陸基兩種技術(shù)路線，關(guān)鍵區(qū)別在于發(fā)電機的位置。空基路線將發(fā)電機組置于空中飛行器上，在高空發(fā)電；陸基路線則選擇將重型發(fā)電機固定在地面，通過翼傘、飛艇或其他空中組件捕獲風能，從而牽引地面發(fā)電機發(fā)電。此次試驗的傘梯式陸基高空風力發(fā)電系統(tǒng)，由“空中組件+牽引纜繩+地面組件”三部分構(gòu)成。

“會飛的電站”發(fā)電，看似原理簡單，但由于需克服風切變、湍流、極端天氣等影響，對設備裝置的可靠性和運營維護要求很高。比如，5000平方米捕風傘展開面積大，能蓋住大概12個標準籃球場，開傘難度極高，運轉(zhuǎn)中的地面卷揚機繩速高達每小時50至60公里。

有了陸上風電和海上風電，為何還要發(fā)展高空風電？

“高空風能具備風能密度大、風向穩(wěn)定、廣泛分布等優(yōu)勢，其理論儲量可達全球電力總消費需求的100倍以上。測算顯示，相比一般的陸上風電，可節(jié)約九成土地和用鋼量，降低約三成度電成本。”中國能建中電工程高級技術(shù)專家霍少磊介紹。

“高空風能目前仍是未規(guī)模開發(fā)的新能源‘無人區(qū)’，隨著設備造價降低和技術(shù)逐步成熟，發(fā)展前景值得期待。接下來我們還將進行多傘放飛試驗，計劃明年底進入發(fā)電試驗階段。”霍少磊告訴記者，當前我國在傘梯式陸基高空風能利用領(lǐng)域擁有一系列自主知識產(chǎn)權(quán)，可實現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)與設備自主可控。

《 人民日報 》（ 2025年11月15日   02 版）