長長的巨型“風(fēng)箏”也能發(fā)電！日前，世界最大5000平方米高空風(fēng)力發(fā)電捕風(fēng)傘在內(nèi)蒙古阿拉善左旗試驗(yàn)場開傘，完成全部預(yù)定試驗(yàn)內(nèi)容并成功實(shí)現(xiàn)空中收傘，標(biāo)志著我國高空風(fēng)力發(fā)電技術(shù)在工程化應(yīng)用方面邁出堅實(shí)一步。

高空風(fēng)力發(fā)電是利用空中組件捕獲300米以上高空風(fēng)能，實(shí)現(xiàn)“風(fēng)能—電能”轉(zhuǎn)換的新能源技術(shù)。這個過程類似收放風(fēng)箏：傘組通過氦氣球提供初始升力，上升到一定高度后打開捕風(fēng)傘，利用捕風(fēng)傘在空中往復(fù)運(yùn)動實(shí)現(xiàn)捕獲風(fēng)能，這將對主纜繩產(chǎn)生巨大拉力，進(jìn)而帶動發(fā)電機(jī)組發(fā)電。

“會飛的電站”，發(fā)電效率怎么樣？

高空風(fēng)能國家重點(diǎn)研發(fā)計劃試驗(yàn)工程現(xiàn)場總指揮曹侖介紹，擬建設(shè)的這座“電站”單機(jī)額定功率5兆瓦，從500米上升至3000米高度后，再返回初始位置，單次發(fā)電循環(huán)時間約為20分鐘，上升一次的發(fā)電量約500千瓦時。據(jù)測算，正常狀態(tài)下年發(fā)電量可達(dá)1000萬千瓦時，相當(dāng)于節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤約3000噸。

為捕獲高空風(fēng)能，國內(nèi)外主要有空基和陸基兩種技術(shù)路線，關(guān)鍵區(qū)別在于發(fā)電機(jī)的位置。空基路線將發(fā)電機(jī)組置于空中飛行器上，在高空發(fā)電；陸基路線則選擇將重型發(fā)電機(jī)固定在地面，通過翼傘、飛艇或其他空中組件捕獲風(fēng)能，從而牽引地面發(fā)電機(jī)發(fā)電。此次試驗(yàn)的傘梯式陸基高空風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，由“空中組件+牽引纜繩+地面組件”三部分構(gòu)成。

“會飛的電站”發(fā)電，看似原理簡單，但由于需克服風(fēng)切變、湍流、極端天氣等影響，對設(shè)備裝置的可靠性和運(yùn)營維護(hù)要求很高。比如，5000平方米捕風(fēng)傘展開面積大，能蓋住大概12個標(biāo)準(zhǔn)籃球場，開傘難度極高，運(yùn)轉(zhuǎn)中的地面卷揚(yáng)機(jī)繩速高達(dá)每小時50至60公里。

有了陸上風(fēng)電和海上風(fēng)電，為何還要發(fā)展高空風(fēng)電？

“高空風(fēng)能具備風(fēng)能密度大、風(fēng)向穩(wěn)定、廣泛分布等優(yōu)勢，其理論儲量可達(dá)全球電力總消費(fèi)需求的100倍以上。測算顯示，相比一般的陸上風(fēng)電，可節(jié)約九成土地和用鋼量，降低約三成度電成本?！敝袊芙ㄖ须姽こ谈呒壖夹g(shù)專家霍少磊介紹。

“高空風(fēng)能目前仍是未規(guī)模開發(fā)的新能源‘無人區(qū)’，隨著設(shè)備造價降低和技術(shù)逐步成熟，發(fā)展前景值得期待。接下來我們還將進(jìn)行多傘放飛試驗(yàn)，計劃明年底進(jìn)入發(fā)電試驗(yàn)階段。”霍少磊告訴記者，當(dāng)前我國在傘梯式陸基高空風(fēng)能利用領(lǐng)域擁有一系列自主知識產(chǎn)權(quán)，可實(shí)現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)與設(shè)備自主可控。

本報記者 丁怡婷

《人民日報》(2025年11月15日 第 02 版)