人類迄今基本沒有開發(fā)利用的高空風(fēng)能,或?qū)蚪陙硇赂】占夹g(shù)的不斷開發(fā)成功,而在2015年實現(xiàn)利用。據(jù)英國《每日郵報》在線版近日報道,有科學(xué)家預(yù)測,利用高空風(fēng)能進行發(fā)電將不再是天方夜譚,而會成為確定無疑的事實。
萬米高空的能源革命
利用可再生能源的重要性無須贅述。但目前人們面臨的困擾是,這些能源不像化石燃料那么高密度可再生能源通常呈分散狀。換句話說,為了取得我們要求的能源量,則需要讓開采覆蓋到更廣大的地域。因此,科學(xué)家與企業(yè)皆在奮力尋覓盡可能密集的可再生能源,而其中,非常有前途的就是沒怎么被人類開發(fā)過的高空風(fēng)能。
人們走在街道上感受到的迎面吹來的風(fēng),并不能為他們所在的城市提供電力,但于理論上,一臺放置在城市高空的風(fēng)力機器卻可以做到,這就是高空風(fēng)能。
高空風(fēng)能通常所指的范圍,至少需離地面3公里,高則可到10公里以上,因為在這一高度的氣流中所蘊含能量,是全球每年所需能源的100倍。
但科學(xué)家與新能源公司對它感興趣的理由還不止于此。參照美國《連線》雜志在線版2009年6月15日一篇文章資料,全球最優(yōu)的高空風(fēng)力發(fā)電源匹配的恰好也是人口密集地區(qū)包括北美的東海岸和中國的海岸線。
利用高空風(fēng)能發(fā)電的原理非常簡單:隨著與地面距離的增加和表面摩擦的減少,風(fēng)速將逐漸加大。而每增加一倍速度,其所蘊含的能量在理論上將增加8倍。那么,地球上最強勁穩(wěn)定的風(fēng),就是存在于距離地面4到10公里高的大氣對流層,此處風(fēng)速超過每小時100公里,也比地面風(fēng)更好預(yù)測。
但沒有開發(fā)者會想建造一個近萬米高的大風(fēng)車,尤其是在人口稠密區(qū)。于是,自提出設(shè)想以來,高空風(fēng)電的兩種主要框架是:在空中建電站,以電纜輸送電力到地面;或者打造一只“大風(fēng)箏”,風(fēng)力拉伸產(chǎn)生機械能,再經(jīng)由發(fā)電機轉(zhuǎn)換為電能。
高空風(fēng)電還是空中樓閣嗎
這兩種關(guān)于高空風(fēng)電的構(gòu)架,并非不符合實際,但一直以來卻沒有任何嚴格的技術(shù)評估。
其中部分因素,是其所需鋪設(shè)的大量基礎(chǔ)設(shè)施,以及在實際應(yīng)用上還需要儲存大量備用能源。對政府部門而言,這樣漫無邊際的工程不是他們想要的,反之則更樂意關(guān)注“未來10年左右的時間可以迅速商業(yè)化”的項目。
這本是一個長存的困窘局面,不過,美國加利福尼亞州立大學(xué)的氣象學(xué)家克里斯蒂娜·阿徹近日對英《每日郵報》表示,利用高空風(fēng)能進行發(fā)電將會成為確定無疑的事實,因為當(dāng)前,全球許多公司針對高空風(fēng)能的利用技術(shù)投入了大量研發(fā),其成果或許將在2015年前后打開高空風(fēng)能的市場。
其中包括,波士頓阿爾塔羅斯能源公司正在研制的60英尺(約18米)高、填充氦氣、裝置了固定渦輪的類似飛艇的浮空設(shè)備;加州瑪卡尼電力公司開發(fā)的由機載計算機控制的“大風(fēng)箏”,看起來就像一個滑翔機安了4個高速運作的轉(zhuǎn)子;以及其他種種新式設(shè)備。