據第一項縝密的、全球范圍內的高空風力研究估計,在距地面大約1600至4萬英尺的高度,有足夠能量可以滿足全球百倍的電力需要。最先進地面風力發電站的風力密度低于每平方米1千瓦。而在紐約上空急流附近,風力密度則可以達到每平方米16千瓦。如果能夠克服風力間歇性問題,那里的空氣將是具有無限潛力的能源寶庫。
更為重要的是,最理想的高空風力資源剛好位于人口稠密地區,比如北美東海岸和中國沿海地區。美國加利福尼亞州立大學科學家克里斯蒂娜·阿徹(Cristina Archer)說:“高空能源的確十分驚人。那里擁有無限的能量,盡管并不像我們想象的那般穩定。它不會是解決我們所有能源問題的高招,但一定會幫助我們解決這個問題。”克里斯蒂娜與另一位學者合作實施了一項研究,研究結果刊登在《能源》雜志(Energies)上。
數百年來,我們一直在利用高密度的礦物燃料,石油供應劇增和對氣候變化的擔心讓綠色技術獲得了新生。不幸的是,可再生能源的分布一般漫無邊際,這意味著你需要開發大片區域才能獲取你需要的能量。所以,工程師都在尋找盡可能密集的可再生能源。在這種情況下,高空風看上去非常具有前景。
兩大設計構架沿用至今
風力可以像旋轉磁體一樣被用于發電,并隨速度快慢而變化。所以,小幅增加風速可以令機械能數量大大增加。高空風速度很快,可以在全球范圍內迅速蔓延,同時比地面風更易于預測。高空風的這些特點最終促使發明者和科學家將希望寄托在高空,那里的風力向來十分強勁。在20世紀70年代爆發能源危機時,各類新的能源概念不斷涌現,工程師和發明者申請了多項利用高空風設計的專利。
他們提出的兩個主要設計構架沿用至今。第一個基本上是在空中建造發電站,在高空發電,然后通過電纜輸送到地面。第二個更像是風箏,先將機械能輸送到地面,再由發電機將其轉換為電。從理論上講,這兩種方法都行得通,只不過從來沒有實施過對兩項技術可行性的全面、嚴格的評估。