
编者注: 每个星期三的生命科学都考察了新兴能源技术的生存能力 - 未来的力量。
将绳子的一端绑在一块织物上,您有风筝。但是将另一端绑在发电机上,您将有电源来源。
尽管它只能在飞行的一部分过程中转动发电机,但风筝比传统的大惊风力涡轮机。
比利时卢文天主教大学(KU)的莫里茨·迪尔(Moritz Diehl)说:“去风筝的主要原因是风力涡轮机需要很多材料。” “通过节省零件,风筝可以更经济。”
Diehl认为电力成本风筝可能是风力涡轮机的四分之一。
紧张扭矩的交易扭矩
使用风的一个因素是知道其力变得更强大,而物体相对于它移动的速度越快。
因此,风力涡轮机的尖端(通常比风速快8到10倍)体验最大的力量。这种强大的尖端形式会产生扭矩,使涡轮机的发电机转动。
Diehl告诉LiveCience:“其余的建筑[转子和塔的内部]就在那里支持这些技巧。”
风筝可以捕获相同的风力不需要昂贵的支持结构。这是因为它不是通过扭矩而是通过风筝线的张力传输力。
但是,就像涡轮机的尖端一样,如果风筝相对于风快速移动,就可以拥有更多的力。 Diehl和他的同事对动力生成风筝进行了建模,并表明可以以一种图8的模式引导它们,该图8模式将其增加了100倍,而不是静止。
抽水
研究人员还表明,放开风筝线的最佳方法是风速的三分之一。这样可以从转弯线轴产生电力,同时将风筝保持在约1300英尺(400米)约为1300英尺(400米)的高度。
当然,这只能在线路用完之前短时间内工作,并且需要重新放风筝。Diehl几年前意识到,通过将风筝的鼻子垂直倾斜,可以减少卷轴过程中消耗的能量的量。
通过连续地“泵入”风筝,迪尔的小组表明,可以从500平方米的风筝(5400平方英尺)的500兆瓦的电力(典型的现代风力涡轮机)中产生,线长1.3公里(0.8英里)。
在每个泵送周期中,发电时会有16秒的发电,而在卷入时将有4秒的停机时间。
除了比传统风力涡轮机低的材料成本外,迪尔说,风筝可以达到更高的海拔风更强烈,更恒定。
改变钉子
关于如何从风筝中产生能量的其他想法。
荷兰代尔夫特技术大学的一组提议沿着圆形线条串起大量风筝,该风筝将延伸到天空中6英里(10公里)。整个系统会像水轮一样转向,因为风筝会改变倾斜以向上或下来。研究人员估计,它被称为梯子,它可能会产生100兆瓦的电力。
一家名为Kite Gen的意大利公司也有类似的想法,但“车轮”躺在地面上。该设计要求在宽公里的旋转旋转木制旋转木制旋转木制上附有几个风筝。可以控制每个风筝的倾斜,以便它仅在旋转的特定点上拉动旋转木马。
但是,目前,DELFT组和风筝工程师都基于Diehl的抽水,可以产生几千瓦的电力。
Diehl还怀疑去年从Google获得了1000万美元的Makani Power,正在相对保密中开发类似的风筝技术。
还值得注意的是,风筝被用来拖货船。在今年的两次示威活动中,总部位于德国的摩托车表明其风筝可以将燃料使用量减少20%。
吹风
瑞士Eth Zurich的自动控制实验室负责人Manfred Morari说,尽管“一个令人着迷且令人兴奋的想法”仍然用于发电的风筝。
首先,风筝本质上是不稳定的。研究人员正在开发自动控件,这些控制可以使用风筝上的传感器数据来纠正风筝偏离风筝的风变化。
另一个问题是扩展系统,以便它们在商业上可行。
“风筝必须变得越来越大,”德国亚兴大学太阳能工资馆的伯恩哈德·霍夫斯米特说。 “这可能会在材料和终生上造成问题。”
尽管如离岸。
霍夫希米特说:“当今海上风公园的主要问题之一是安装良好天气的必要时间。”另一方面,风筝可以安装在锚固浮标上,“可以轻松地安装和安装,并在环境影响下较低。”
- 视频:风力小镇