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        高空市場系列3 各路資本紛紛進軍高空風電領域

        發布者:    瀏覽次數:    發布日期:2016-12-29

        在產業領域,高空風電仍然是嗷嗷待哺的嬰兒。在資本領域,國內外各路資本早就對高空風電項目虎視眈眈,這也從很大的程度上促進了高空風電發電行業發展。從這些企業的技術軌跡上也可以一窺高空風電產業未來的發展方向。目前致力于高空風能發電的歐美知名公司主要有WindLift、Makani Power、Altaeros energies等幾家,各家的方案也不盡相同。


        谷歌入股Makani Power


          2006年MakaniPower獲得了谷歌1500萬美元的種子資金、美國高級研究計劃局300萬美元的撥款以及其他私人投資,2008年谷歌公司投資又增加到2000萬美元。2013年5月,Makani Power被谷歌公司收購,并入Google X部門。

          Makani Power已制造出大型碳復合材料“風箏”,每個“風箏”配備4臺帶螺旋槳發電機。在起飛前,這些發電機作為電動機帶動螺旋槳轉動,作為風箏上天的動力。風箏起飛后就能在風中飛行,飛行所產生提升力很快就能使風箏在不需要其他助力下前行。一旦靠風帶來的推力能和螺旋槳產生拉力平衡,此時,發電機將開始產生電力。風箏的飛行電腦將引導風箏被繩索牽引沿著弧線飛行,不斷圍繞地面基站轉圈。

          不過,上述產品的成本顯然還有進一步壓縮空間。根據Makani Power自身針對特大功率風箏渦輪發電機的研發,其利用翼狀“風箏”收集高海拔風能的試驗,已實現的發電成本是使用風力渦輪發電的50%。


          KiteGen高空風箏發電MARS系統


          為克服傳統風力發電受場地和風向風速因素影響較大等諸多缺點,意大利KiteGen科技公司將目光投向高空風能,并開發出全新的MARS(Magenn AirRotor System)系統。

          MARS系統主要由高空的拖曳風箏和地面的發電設備兩部分組成。拖曳風箏和地面的風力渦輪機相連,并通過安裝在發電設備上的航空感應器來控制風箏旋轉的方向和路徑,以最大限度帶動風力渦輪機旋轉并發電。

          與傳統風力發電相比,MARS系統擁有無可比擬的優勢:能從高空獲得穩定風能?!帮L箏”飛行高度越高,所獲平均風速就越大,發電效率也就越高,而傳統風力渦輪機最高平均高度只有100米左右。

          MARS系統不僅發電效率高,占用的空間和面積也非常小。一般來講,一個發電能力為1000兆瓦的傳統風力發電廠所用面積約在250到300平方公里之間,而使用MARS系統的發電廠只需5到6平方公里就可達到同等發電能力。此外,MARS系統每千瓦小時的發電成本約為0.02美元到0.05美元,而石化能源每千瓦小時發電成本在0.05美元到0.09美元,傳統風力發電廠成本則為0.15美元。

          對于還處于測試階段的MARS系統,上述優勢也許預示著廣闊的前景。


          Windlift仍需研發全自動運行系統

         

          Windlift由Robert Creighton于2006年在美國威斯康辛州建立。美國國防部在2009年9月授予Windlift開發產品的合同。該產品是一個具有12Kw功率的移動可再生能源系統。

          Windlift目前的系統使用了一個90厘米直徑的滾筒和一個60千瓦發電機連接,這個發電機最初用于混合動力汽車。風箏通過拉動繩索轉動滾筒帶動發電機發電,電能存儲到鉛酸電池,然后通過控制線使風箏釋放拉力。這個過程還會反過來通過電力帶動電機,反轉滾筒并再次拉緊風箏。

        但需要指出的是,Windlift的上述成果仍為半自動運行系統,需要一位操作員手動操作控制桿來飛行機翼。該公司目前正在研發全自動運行系統。

          

        軟銀入股Altaeros Energies

         

          Altaeros Energies公司的高空風能發電系統被稱為“結合了飛艇與風電渦輪機”(BAT)。該系統由四個部分組成:第一部分為殼,殼由工業紡織物構成,里面充滿惰性氣體氦氣。殼的作用是用來帶渦輪機飛上天并讓渦輪機在高空保持穩定;第二部分為渦輪機,渦輪機為傳統的輕量型的三葉風能渦輪機,渦輪機被垂直固定在殼內;第三部分為纜繩,纜繩本身具有高強度、比重極輕的特性,纜繩與地面工作站相連,用來固定住渦輪,同時纜繩也被用于把電力傳送到地面工作站;第四部分為地面工作站,它是移動的,包含自動控制系統和電源調節設備。

          BAT工作過程為,充滿氦氣的殼帶著渦輪機飛上天,到風能能量密度足夠的高空后固定住,渦輪機開始利用風能發電,通過纜繩把電力傳回地面工作站。

          2014年12月4日,軟銀宣布將投資700萬美元,支持Altaeros Energies發展高空風力發電。

         

          中路股份[-0.05%資金研報]入股廣東高空風能

         

          繼以3000萬元增資入股廣東高空風能技術有限公司后,中路股份去年12月發布公告稱,擬以人民幣4049.15萬元受讓公司實際控制人陳榮持有的廣東高空風能50.005%股權。同時,擬對高空風能增資人民幣3000萬元,本次交易完成后,公司將持有高空風能58.041%的股權。通過這兩次資本運作,中路股份也成為A股市場高空風電的唯一標的。

          廣東高空風能技術有限公司由留美博士張建軍于2009年回國在廣州建立,是目前國內唯一從事300米-10000米高空風能發電技術研發、發電系統設計和高空風能發電站建造等業務的企業。以張建軍為首的高空風能技術團隊成員,專業技術涵蓋了流體物理、精密機械制造、機電控制、無線電通信、智能傳感、聯網技術、軟件工程及自動控制等。

          高空風能公司采取天風技術方案,由空中系統和地面系統組成??罩邢到y由一個或數個做功傘、若干平衡傘組成;地面系統主要由發電機、卷揚機(滾筒和反向轉動電機)和萬向滑輪組成;傘之間、做功傘與卷揚機之間是通過輕質高強度纜繩連接。

          天風技術傘梯組合型高空風電機組解決了高空風能發電系統不穩定的問題。這也是國外Makani公司與Windlift公司產品尚未完全解決的問題。

          天風技術中,升力平衡系統與做功系統是分別控制的。平衡系統在風的作用下產生升力,維持整個系統在空中的平衡,本身不參與做功,這種平衡系統是一種穩定系統。做功系統在風的作用下運動,將風能轉換為機械能,拉動地面的發電機轉動發電。

          由于做功系統和平衡系統相對獨立,在風的隨機擾動下,平衡系統可以自我調節而不影響做功。做功過程中對系統的擾動也不會直接傳遞到平衡系統,平衡系統在整個運行過程中都處于穩定狀態,從而保證了做功的穩定進行。

          長江證券[0.08%資金研報]研究報告指出,用天風技術建設的高空風電場項目,可以獲得穩定性高的風電輸出,一改目前常規風電穩定性低的“垃圾電”現象。采用天風技術建設的高空風電場,無需建造塔筒及葉片,由于風電系統采用模塊組合結構而容易實現規模效應,項目建設造價可低于常規風電場。采用模塊組合結構,高空風電場的發電功率可達1000兆瓦,實現的發電成本低于每千瓦時0.30元。


        來源: 中國經濟網 

         


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