2019年10月23日

上升是风能的前进方向

贡献者：Amartya Mukherjee.

风的力量可能在社区风筝节期间显示最令人震惊。从印度到中国，到危地马拉，风筝节策划了一个在简单但变革的工程奇迹上建立的颜色展览。风筝已被使用在人类历史过程中为军事征服那为了沟通与遥远的社区，甚至是海上航行。现在在参考当地历史和展出文化美容的年度风筝节中永时化，这种革命技术再次成为一个潜在的变革技术;这次是为可再生能源的生产。

在全球范围内增加风速：高度从50米（L），150（m）到200m（r）。图像：全球风图集（cc boy 4.0）

机载风能(AWE)是指通过设备从高海拔地区持续的强风中获取能量来产生可用的能量。传统的塔式风力涡轮机一直在努力高度增长为了通过达到这些特殊的操作条件来增加能量产出，并且尚未超过200米。为了减少钢铁900吨，混凝土2500吨和45吨塑料进入建造风力涡轮机，发送较小的涡轮机浮贝壳高度风速似乎是一个精彩的概念。在没有塔或基础的情况下，AWE系统可以集成到容器中，允许低成本的运输和轻松的部署。当可能发生洪水，飓风等时，能量网格通常是第一个失败的失败，敬畏系统可以允许当地人和远程社区最早重新获得电力，清洁饮用水，医疗设施和通信的通信。虽然正在研究这些较轻的开发和可行性，但是在基于风筝的系统中识别出利用敬畏的更大潜力。

这些插图将飞翼风筝与传统的塔上风力涡轮机和太阳能发电机进行了比较。图片来源:Enerkite（与许可使用）

研究发现风力涡轮机的一半以上来自涡轮叶片的外部30％。实质上，风筝替代风力涡轮机的尖端，如上面所示的那样。因此，风筝系统设计背后的原理位于飞行模式中，该飞行模式模仿涡轮机本身的圆形运动，但具有很大的差异。风筝在更大的高度处呈较大的圆圈，导致能量转换增加。为了衡量该系统的巨大效率，PV电池的最大功率与由空机系统产生的功率密度的最大功率之间的表面积比比较的功率指示两者之间的150倍差异。

X-Wind PowerPlants开发高空风筝发电机系圈到圆形铁轨。该公司表示，结果成本低于传统涡轮机，并且具有较低的视觉配置文件。图片由X-Wind Powerplants，柏林，德国提供

这些风筝可以具有船上发电机，该发电机具有传递到地面上的电台的电力，或者将牵引力用于卷起的电力，并使滚筒不合使用以产生电力。风筝电力系统进一步改进了鼓发电机技术，以确保连续的电力生产。虽然一个风筝处于生成阶段，但另一个是在收缩阶段，这确保了连续生产能量。优化不会在那里停止。风筝不遵循圆形路径，但实际上，形状像图8的路径或无限远的符号，如下面的动画所示。观察到该飞行路径在系绳上产生更大的牵引力，并且对风有效。

一种控制单位用于在响应于与其置于其的传感器的读数时自动转向所需轨道上的风筝。该控制单元填充数千个独特的部件，需要系统的电机，齿轮和电子之间的准确相互作用。如下图所示，该控制单元可以在风筝下方或在地面上存在几米，可以用一个，两个或三个绳索互补。这种组合以及正在使用的风筝类型，促使全球许多公司提交专利和商业化技术。

KitegenResearch.（kgr）是一个原创地面系统的第一家公司之一，使用两个电源绳索从地面上的控制站控制风筝。尽管Kitenergy和纯净人使用类似于kgr的概念，Enerkite.使用略微不同的风筝，机翼是刚性滑翔机和轻质悬挂式滑翔机的组合。Ampyx权力超越了滑翔机，开发了一种无人机，其带有针对电力输出的机翼，具有巨大的提升能力。瑞士公司Twingtec.利用无人机转动地面发生器，但具有不同的创新提升和稳定机制。相比之下，冒风兰和Makani权力是否有机无人机携带多个车载涡轮机，发电电力被发送到地面站以进行分配或存储。

过去十年敬畏的技术进步一直很震惊。随着计算能力，制造技术和先进材料研究的增加，这一领域的科学家可以将这种古代技术转化为确保该球集的可持续未来。

参考文献

[1] MoritzIehl，2013年，空中风能：基本概念和物理基础，绿色能源技术，空中风能，PP 3-22。

[2] Antonello Cherubini，Andrea Papini，Rocco Vertechy，Marco Fontana，2015年，空中风能系统：技术综述，可再生和可持续能源评论（2015）1461-1476。

[3] Uwe Ahrens，Moritz Diehl，罗兰Schmehl，2014年，空中风能，绿色能源技术书系列。

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