將發(fā)電站放飛在萬米高空

風(fēng)能是世界上發(fā)展最快的能源，目前裝機(jī)容量已達(dá)到5萬兆瓦，大約相當(dāng)于50個核電站。但這種無污染能源的利用也面臨不少問題：比如它會產(chǎn)生噪音，旋轉(zhuǎn)的葉輪機(jī)會干擾電視信號接收，而在沒有風(fēng)的時候，這些風(fēng)車就顯得大煞風(fēng)景了；又由于風(fēng)力不夠穩(wěn)定，據(jù)統(tǒng)計，風(fēng)車的發(fā)電效率很少能高于三成(實(shí)際發(fā)電量與風(fēng)車全速轉(zhuǎn)動發(fā)電量之比)，而如果風(fēng)刮得過大。像臺風(fēng)和龍卷風(fēng)，結(jié)果就更慘了，風(fēng)車往往會過早“夭折”。

影響風(fēng)車發(fā)電的最主要的因素有兩個：空氣密度和風(fēng)速。發(fā)電功率與空氣密度、風(fēng)速的立方成正比，可見風(fēng)速對發(fā)電能力的影響十分明顯。風(fēng)力發(fā)電受地形限制很大，發(fā)電站一般建在向風(fēng)的高地、廣闊的平原和海岸線附近，而不能建在背風(fēng)的山上。另外，由于地面的風(fēng)力不夠穩(wěn)定，也不夠強(qiáng)，即使設(shè)計的發(fā)電能量很大，風(fēng)車轉(zhuǎn)不快也是徒然。

澳大利亞悉尼技術(shù)大學(xué)的工程師布賴恩·羅伯茨想到的解決辦法是：把風(fēng)力發(fā)電機(jī)放飛到空中，而不是安裝在地面。因?yàn)樵?000米～15000米同溫層以下的高空，有風(fēng)速為每小時320千米左右的急流，如果風(fēng)車能在這一高度發(fā)電，估計效率將達(dá)到80％-90％。目前，羅伯茨與另外3位工程師合作，在美國加州圣地亞哥創(chuàng)辦了天空風(fēng)能公司，以實(shí)踐這個異想天開的發(fā)明。

他們研制的設(shè)備名為“飛行發(fā)電機(jī)”，它由一個架子和4個螺旋槳組成，根據(jù)羅伯茨的設(shè)想，飛行發(fā)電機(jī)將像風(fēng)箏一樣在急流中盤旋。每個螺旋槳直徑為40米，完全用碳纖維、鋁合金、玻璃纖維等制造飛機(jī)的材料組成。與地面相連的“風(fēng)箏線”具有固定發(fā)電機(jī)和傳回電能兩個作用，約10厘米粗，內(nèi)層是導(dǎo)電的鋁絲，外層包著極為堅固的纖維。這個飛行發(fā)電機(jī)約重20噸。起飛的時候，由地面向其供電，使螺旋槳旋轉(zhuǎn)，像直升機(jī)一樣帶動整個結(jié)構(gòu)升空，達(dá)到預(yù)定高度后，傾斜為40度左右，這時候一方面利用風(fēng)產(chǎn)生的升力維持其高度，另一方面利用風(fēng)力帶動螺旋槳發(fā)電，把2萬伏特的電壓傳到地面。

這個大風(fēng)箏究竟能制造多少能源?據(jù)羅伯茨估計，如果能放到時速300千米的風(fēng)域。每個發(fā)電機(jī)的功率能達(dá)20兆瓦，600個飛行發(fā)電機(jī)升空。就能供應(yīng)兩個芝加哥大小的城市用電(芝加哥正好位于北半球急流附近)。至于成本，以目前281萬瓦的設(shè)計發(fā)電能力。一般以美國城市上空80％的風(fēng)力發(fā)電率計算，每度電的成本絕對比化石燃料便宜。不過高空發(fā)電機(jī)需要計算機(jī)控制平衡、GPS定位，還要應(yīng)對惡劣天氣，進(jìn)行機(jī)械故障維護(hù)，另外還要避開閃電或電暈帶來的損壞。

根據(jù)天空風(fēng)能公司的計劃，只要獲得了美國聯(lián)邦航空局的批準(zhǔn)，他們將在兩年內(nèi)建造出一個功率為200千瓦的發(fā)電機(jī)原型。在美國上空進(jìn)行試驗(yàn)。羅伯茨說：“我們現(xiàn)在已經(jīng)完成了設(shè)計。確定了太小和重量，并核算了成本，等等。我們做完了所有相關(guān)工作，只需要400萬美元來生產(chǎn)出成品。”