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高空风电产业化有多远

导读: 多位风电行业人士都向记者表示,高空风电在全球来看也是前沿技术。“貌似还未听说该技术有真正实现产业化的。”一位风电资深人士表示。

  不久前,中路股份发布的高空风能示范电站发电研发进展公告称,中路股份控股子公司广东高空风能技术有限公司位于安徽芜湖县的高空风能示范电站项目,自5月4日至7月12日进行了9次放飞发电运行,运行高度为132-488米。设备累计发电时间为53小时,共发电量3.1万千瓦时。一则公告再次将神秘的高空风能技术带入人们的视野。

  中路股份看上高空风能发电

  早在去年9月,主营自行车的中路股份重金入股全新的清洁能源项目——高空风能发电时就曾引起业内广泛关注。

  中路股份方面表示,传统风力发电存在诸多不足,一方面主流的风力发电技术主要集中在低于100米的空间内,该高度内风能储存不足,发电机组有效利用小时远低于火电水电;另一方面低空风电受地势影响较大,风向有较高的不确定,因此需要较多支架和叶片收集风能,因此也造成了低空风电占地面积大,造价昂贵。

  相比之下,高空风能是一种储量巨大、分布广泛的可再生清洁能源,其理论发电时间可以超过95%,年发电时间可高达6500小时以上。同传统风电相比,高空风电投资成本约为常规风电的1/3-1/2,发电成本约为1/3,而占地面积仅为1/30,并且无噪音,对环境影响较小。

  实际上,过去两年时间,在美国、欧洲涌现了一批研发高空风电技术的公司,经粗略统计,目前高空风能发电公司全球已经有50多家。

  有外媒报道称,当前,全球许多公司针对高空风能的利用技术投入了大量研发,其成果或许将在2015年前后打开高空风能的市场。

  高空风能与用电格局天然匹配

  中国气象局风能太阳能资源中心的相关专家告诉记者,我国低空风能主要集中在“三北”地区,而用电负荷在东部,这造成目前风电要大规模外送的难题。而高空风能与我国的用电格局存在着天然的匹配。

  根据美国国家环境预报中心对全球风能密度的测算,由于我国特殊的地理环境,当高度超过500米后,风能密集地区便逐渐向东南沿海移动,在3000米到10000米范围内,高空风能资源最密集的区域正好集中在华东、华中、华南等经济最发达地区,如果高空风能可以大规模收集利用,则无需耗费巨资建设长距离、大容量的输电通道。

  据记者了解,目前在国内从事高空风能技术的只有广东高空风能技术有限公司一家。该公司于2009年11月落户广州开发区。2013年,该公司注册成立了芜湖天风新能源科技有限公司,负责推进芜湖高空风能项目。

  资料显示,广东高空风能技术有限公司是由张建军、邹南之、廖国钧等技术团队创建的。

  张建军早年曾在美国几家公司担任技术总监,拥有多项发明专利。2005年,他在美国加州创建了天风公司,发明了一种新型的高空风电技术,称为“天风技术”。这是一种”风筝“式的高空风电技术。

  “天风技术的主要原理就是使风筝如滑翔机般借助风力上升,产生的拉力拉动缆绳带动发电机发电;当风筝上升到最大高度后,再通过控制系统调整风筝翅膀的角度,使其利用自身重力下降。之后再上升供电,如此反复。”广东高空风能技术有限公司相关人士介绍说。

  芜湖天风总经理邹南之表示,他们的伞梯组合风能采集技术在世界处于领先水平,在国内外已拥有了多项发明专利和自主知识产权。

  产业化之路艰难

  不过,多位风电行业人士都向记者表示,高空风电在全球来看也是前沿技术。“貌似还未听说该技术有真正实现产业化的。”一位风电资深人士表示。

  业内认为,高空风电技术主要有两大技术难点,一是材料,二是控制技术。首先,高空风能收集、转换所需要的轻质高强度材料难以获得,这种材料必须同时具备超轻、高强度、耐腐蚀的特点。此外,高空风电的原理虽然简单,但具体的控制技术却异常复杂、精细。

  “除了两大难点外,发展高空风能发电还需要相关部门在空域管理、并网发电及相关配套方面给予支持和鼓励,当然,从理论上说,高空风能发电属于全新的清洁能源技术,无论现在是否具备产业化条件,都值得跟踪和研究。”上述风电资深人士说。

  张建军称,从近年来的多次实验获得的数据测算,公司高空风电技术商业化之后度电成本有继续下降的潜力,可以达到远低于0.3元的水平。他希望,在示范成功的同时建立起一整套产业标准,抢占该项技术的制高点。

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  两种技术路线

  一类是利用氦气球等升力作用,将发电机升到半空中,在高空中利用丰富的风能转化为机械能,机械能转化为电能,之后通过电缆传到地面电网。这一技术路线的典型代表为麻省理工学院Altaerosenergies的高空风电系统“空中浮动涡轮”。

  另一类技术路径是将发电机组固定在地面,通过巨型“风筝”在空中利用风能拉动地面发电机组,从而将风能转化为机械能,带动地面的发电机转化为电能,从而解决电缆和发电机的自重问题。意大利KiteGen的MARS系统是该类技术路线的典型代表。

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