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國內(nèi)首個高空風(fēng)電示范電站建成
(時間:2016-7-21 10:54:40)
  將發(fā)電裝置用類似放風(fēng)箏的方式置于空中,利用200米以上高空充裕的風(fēng)能進(jìn)行發(fā)電,這種曾經(jīng)被視為天方夜譚的想法,目前正一步步成為現(xiàn)實(shí)。
  記者近日從科技部官網(wǎng)獲悉,歐盟第七研發(fā)框架計劃(FP7)提供200萬歐元,總研發(fā)投入300萬歐元,由歐盟6個成員國及聯(lián)系國葡萄牙(總協(xié)調(diào))、西班牙、丹麥、荷蘭、挪威和克羅地亞的7家風(fēng)力發(fā)電設(shè)備創(chuàng)新型中小企業(yè),聯(lián)合科技界組成了歐洲HAWE研發(fā)團(tuán)隊,從2010年10月起,開始從事高空風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的研發(fā),目前已取得階段性進(jìn)展。
  相較之下,我國在此領(lǐng)域雖起步較晚但也取得了較大進(jìn)展。目前中國廣東高空風(fēng)能技術(shù)有限公司發(fā)明了天風(fēng)技術(shù)方案,采用傘梯組合型高空風(fēng)電機(jī)組解決了高空風(fēng)能采集穩(wěn)定性問題,成為商業(yè)化的優(yōu)勢方案,國內(nèi)首個示范電站已落戶安徽蕪湖。
  業(yè)內(nèi)人士表示,高空風(fēng)電客觀上克服了傳統(tǒng)風(fēng)電因風(fēng)量隨意性、波動性以及地理位置偏僻導(dǎo)致的電網(wǎng)建設(shè)欠缺等“缺陷”。隨著國內(nèi)外市場需求的推動,高空風(fēng)電站建設(shè)的市場規(guī)模難以估量。
  在資本領(lǐng)域早就是個香餑餑了
  資料顯示,高空風(fēng)能密度是低空風(fēng)能的十倍至百倍。隨著海拔升高,優(yōu)質(zhì)空域的風(fēng)能密度可以達(dá)到每平方米2000瓦。如果進(jìn)一步升至萬米高空,風(fēng)能密度是百米空域的上百倍。
  雖然在產(chǎn)業(yè)方面,高空風(fēng)電依然嗷嗷待哺,但在資本領(lǐng)域早就是個香餑餑了。根據(jù)全球風(fēng)能理事會(GWEC)預(yù)測,高空風(fēng)電行業(yè)未來市場需求量將有望超過1000億美元。因此,高空風(fēng)電技術(shù)也引發(fā)了各路資本極大的興趣。
  事實(shí)上,自20世紀(jì)70年代以來,有關(guān)高空風(fēng)力的各項(xiàng)專利不斷涌現(xiàn)?傮w來看,這些探索無外乎兩種構(gòu)架方案:一者是直接在空中建造發(fā)電站并發(fā)電,然后通過電纜將電能輸送到地面;其二是一種類似于風(fēng)箏的構(gòu)架,將機(jī)械能輸送到地面,再由發(fā)電機(jī)將其轉(zhuǎn)換為電能。
  谷歌公司選擇了后者。2013年谷歌首次以GoogleX為名宣布收購空中風(fēng)力渦輪發(fā)電設(shè)備公司MakaniPower,高空風(fēng)電技術(shù)立刻引起了小范圍的關(guān)注。具體來說,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,MakaniPower被谷歌公司收購,并入GoogleX部門。
  據(jù)了解,目前該公司正試圖將無人駕駛的旋翼風(fēng)箏升入空中,并與地面基地相連,當(dāng)旋翼風(fēng)箏升入高空時,風(fēng)箏便充當(dāng)發(fā)電機(jī)作用。當(dāng)風(fēng)速下降時,風(fēng)箏便回到懸停模式,然后返回到地面基地。
  在此領(lǐng)域除谷歌外,意大利公司KiteGen近年來所取得的進(jìn)展同樣可圈可點(diǎn)。
  據(jù)了解,為克服傳統(tǒng)風(fēng)電受場地和風(fēng)向風(fēng)速因素影響較大等諸多缺點(diǎn),意大利KiteGen科技公司將目光投向高空風(fēng)能,并開發(fā)出全新的MARS(MagennAirRotorSystem)系統(tǒng)。
  MARS系統(tǒng)主要由高空的拖曳風(fēng)箏和地面的發(fā)電設(shè)備兩部分構(gòu)成。其中,拖曳風(fēng)箏和地面的風(fēng)機(jī)相連,并通過安裝在發(fā)電設(shè)備上的航空感應(yīng)器來控制風(fēng)箏旋轉(zhuǎn)的方向和路徑,以最大限度帶動風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)并發(fā)電。
  截至目前,全球已有50余家企業(yè)正在從事高空風(fēng)能發(fā)電相關(guān)的研發(fā)工作。記者留意到,近年來歐洲、美國等發(fā)達(dá)國家多家企業(yè)在此領(lǐng)域的技術(shù)研發(fā)上動作頻頻,欲分食這塊“大蛋糕”。
  國內(nèi)首個示范電站建成
  具體到我國,數(shù)據(jù)顯示,我國絕大部分地區(qū)5000米以上高空中的有效風(fēng)能密度在每平方米1000瓦以上,發(fā)展高空風(fēng)電具備先天優(yōu)勢。
  在中國氣象局風(fēng)能太陽能資源中心的相關(guān)專家看來,我國低空風(fēng)能主要集中在“三北”地區(qū),而用電負(fù)荷在東部,這造成目前風(fēng)電要大規(guī)模外送的難題。而高空風(fēng)能與我國的用電格局存在著天然的匹配,為就近消納創(chuàng)造了較好條件。
  在此背景下,記者了解到,成立于2009年的廣東高空風(fēng)能技術(shù)有限公司,是我國第一家從事高空風(fēng)電技術(shù)研發(fā)的公司。由于看好高空風(fēng)電的前景,中路股份多次增資入股該公司,目前持有股權(quán)高達(dá)58.041%。
  據(jù)該公司相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹,公司目前致力于開發(fā)應(yīng)用最新的發(fā)電技術(shù)———“天風(fēng)”風(fēng)電技術(shù)。
  該技術(shù)是一整套利用(300~10000米)高空風(fēng)力資源進(jìn)行發(fā)電的新型風(fēng)力發(fā)電新技術(shù)。具有在臺風(fēng)及暴風(fēng)雨情形下仍能正常運(yùn)轉(zhuǎn)的獨(dú)特優(yōu)勢,是目前世界上技術(shù)最具創(chuàng)新性、穩(wěn)定性最高的高低空皆可運(yùn)行的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng),技術(shù)商業(yè)應(yīng)用的成熟度已達(dá)到較高水平,可研制出世界上單機(jī)功率最大,超過5萬千瓦的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng),以及功率高達(dá)百萬千瓦的高空風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。
  另外,該公司透露,目前公司已成功研制出發(fā)電目標(biāo)、整體性能達(dá)到設(shè)計要求的100千瓦高空風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)原理樣機(jī),2.5兆瓦高空風(fēng)能示范電站已經(jīng)建成。
  與此同時,該公司位于安徽蕪湖縣的高空風(fēng)能示范電站項(xiàng)目,自去年5月至7月期間共進(jìn)行了9次放飛發(fā)電運(yùn)行,運(yùn)行高度為132~488米。設(shè)備累計發(fā)電時間為53小時,共發(fā)電量3.1萬千瓦時。
  談及未來發(fā)展規(guī)劃,該負(fù)責(zé)人表示公司目前已經(jīng)完成10~50兆瓦高空風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)方案設(shè)計,未來將進(jìn)一步研制出百兆瓦級高空風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng),推出發(fā)電成本比火力發(fā)電更低的風(fēng)電。
  廣東高空風(fēng)能并不是我國唯一在高空風(fēng)電有所舉措的公司。
  今年年初,華儀電氣也發(fā)布公告稱,與意大利高空風(fēng)電技術(shù)公司KiteGenVentureS.p.A.在意大利都靈簽訂投資意向書,投資內(nèi)容包括向意大利KGV公司進(jìn)行300萬歐元的股權(quán)投資,以及雙方在中國成立合資公司的事項(xiàng)。據(jù)了解,未來六個月內(nèi),雙方將就股權(quán)投資的具體細(xì)節(jié)進(jìn)行商談,同時啟動未來在中國設(shè)立合資公司有關(guān)主要條款的談判,投資協(xié)議和在中國設(shè)立合資公司協(xié)議也將一并簽署。
  五年形成200-300米成套技術(shù)
  前景雖然一片向好,但也面臨著不小的挑戰(zhàn)。在業(yè)內(nèi)人士看來其核心問題無外乎有兩點(diǎn)。其一,其運(yùn)行范圍內(nèi)需要禁飛,而我國高空風(fēng)能豐富的東部地區(qū)航線密集,高空風(fēng)能發(fā)電需要得到軍方的批準(zhǔn);其二,風(fēng)電消納問題也需要得到解決。
  前不久,國家發(fā)展改革委、國家能源局下發(fā)了《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動計劃(2016~2030年)》(以下簡稱《行動計劃》),其中也有部分內(nèi)容為該技術(shù)未來發(fā)展指明方向。
  《行動計劃》明確提出,未來將研究適用于200~300米高度的大型風(fēng)電系統(tǒng)成套技術(shù),開展大型高空風(fēng)電機(jī)組關(guān)鍵技術(shù)研究,研發(fā)100米級及以上風(fēng)電葉片,實(shí)現(xiàn)200~300米高空風(fēng)力發(fā)電推廣應(yīng)用。
  與此同時,《路線圖》在對技術(shù)方向進(jìn)行細(xì)化的同時,還提出到2020年形成200~300米高空風(fēng)力發(fā)電成套技術(shù),并于2030年獲得實(shí)際應(yīng)用并推廣。業(yè)內(nèi)專家預(yù)計,如果政策環(huán)境到位,產(chǎn)業(yè)配套成熟,未來發(fā)展值得期待。


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