
編者註: 每個星期三的生命科學都考察了新興能源技術的生存能力 - 未來的力量。
將繩子的一端綁在一塊織物上,您有風箏。但是將另一端綁在發電機上,您將有電源來源。
儘管它只能在飛行的一部分過程中轉動發電機,但風箏比傳統的大驚風力渦輪機。
比利時盧文天主教大學(KU)的莫里茨·迪爾(Moritz Diehl)說:“去風箏的主要原因是風力渦輪機需要很多材料。” “通過節省零件,風箏可以更經濟。”
Diehl認為電力成本風箏可能是風力渦輪機的四分之一。
緊張的交易扭矩
使用風的一個因素是知道其力變得更強大,而物體相對於它移動的速度越快。
因此,風力渦輪機的尖端(通常比風速快8到10倍)體驗最大的力量。這種強大的尖端形式會產生扭矩,使渦輪機的發電機轉動。
Diehl告訴LiveCience:“其餘的建築[轉子和塔的內部]就在那裡支持這些技巧。”
風箏可以捕獲相同的風力不需要昂貴的支持結構。這是因為它不是通過扭矩而是通過風箏線的張力傳輸力。
但是,就像渦輪機的尖端一樣,如果風箏相對於風快速移動,就可以擁有更多的力。 Diehl和他的同事對動力生成風箏進行了建模,並表明可以以一種圖8的模式引導它們,該圖8模式將其增加了100倍,而不是靜止。
抽水
研究人員還表明,放開風箏線的最佳方法是風速的三分之一。這樣可以從轉彎線軸產生電力,同時將風箏保持在約1300英尺(400米)約為1300英尺(400米)的高度。
當然,這只能在線路用完之前短時間內工作,並且需要重新放風箏。 Diehl幾年前意識到,通過將風箏的鼻子垂直傾斜,可以減少捲軸過程中消耗的能量的量。
通過連續地“泵入”風箏,迪爾的小組表明,可以從500平方米的風箏(5400平方英尺)的500兆瓦的電力(典型的現代風力渦輪機)中產生,線長1.3公里(0.8英里)。
在每個泵送周期中,發電時會有16秒的發電,而在捲入時將有4秒的停機時間。
除了比傳統風力渦輪機低的材料成本外,迪爾說,風箏可以達到更高的海拔風更強烈,更恆定。
改變釘子
關於如何從風箏中產生能量的其他想法。
荷蘭代爾夫特技術大學的一組提議沿著圓形線條串起大量風箏,該風箏將延伸到天空中6英里(10公里)。整個系統會像水輪一樣轉向,因為風箏會改變傾斜以向上或下來。研究人員估計,它被稱為梯子,它可能會產生100兆瓦的電力。
一家名為Kite Gen的意大利公司也有類似的想法,但“車輪”躺在地面上。該設計要求在寬公里的旋轉旋轉木製旋轉木製旋轉木製上附有幾個風箏。可以控制每個風箏的傾斜,以便它僅在旋轉的特定點上拉動旋轉木馬。
但是,目前,DELFT組和風箏工程師都基於Diehl的抽水,可以產生幾千瓦的電力。
Diehl還懷疑去年從Google獲得了1000萬美元的Makani Power,正在相對保密中開發類似的風箏技術。
還值得注意的是,風箏被用來拖貨船。在今年的兩次示威活動中,總部位於德國的摩托車錶明其風箏可以將燃料使用量減少20%。
吹風
瑞士Eth Zurich的自動控制實驗室負責人Manfred Morari說,儘管“一個令人著迷且令人興奮的想法”仍然用於發電的風箏。
首先,風箏本質上是不穩定的。研究人員正在開發自動控件,這些控制可以使用風箏上的傳感器數據來糾正風箏偏離風箏的風變化。
另一個問題是擴展系統,以便它們在商業上可行。
“風箏必須變得越來越大,”德國亞興大學太陽能工資館的伯恩哈德·霍夫斯米特說。 “這可能會在材料和終生上造成問題。”
儘管如離岸。
霍夫希米特說:“當今海上風公園的主要問題之一是安裝良好天氣的必要時間。”另一方面,風箏可以安裝在錨固浮標上,“可以輕鬆地安裝和安裝,並在環境影響下較低。”
- 視頻:風力小鎮