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【帥波的回答(39票)】: 如果不想看完整的回答,，不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)刂v，高空風(fēng)力發(fā)電基本設(shè)想是利用高空的風(fēng)來發(fā)電,，而不是像傳統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電機（風(fēng)力發(fā)電機_百度百科）架設(shè)在地面或近海的水泥桿塔上,，依靠葉片旋轉(zhuǎn)發(fā)電。已經(jīng)在探討高空風(fēng)力發(fā)電的方式包括：
那完整的回答呢,？ （下面某些鏈接可能需要能夠訪問Google, Youtube, Vimeo等網(wǎng)站才能查閱）
 左上 Surface Solar 地表太陽能密度，右上 Surface Wind @50m 是距地表50m的風(fēng)能密度,，下 Wind @ 10,000m 是10km高空的風(fēng)能密度,。更多細節(jié)可以參考左上 Surface Solar 地表太陽能密度，右上 Surface Wind @50m 是距地表50m的風(fēng)能密度,，下 Wind @ 10,000m 是10km高空的風(fēng)能密度,。更多細節(jié)可以參考這篇發(fā)表于2009年的論文或者KiteGen對風(fēng)能數(shù)據(jù)的介紹。 很明顯，在北溫帶和南溫帶的高空,，風(fēng)能密度很高（深紅色）,，而這些地區(qū)恰好是經(jīng)濟發(fā)達、人口眾多,、用電需求大的地區(qū),。
 運行模式方面,，有主張 Ground Base Generation（空中飛行帶動地面發(fā)電）的，也有主張 Airborne Generation（空中飛行并發(fā)電然后傳送回地面）的,。運行高度方面,，有的設(shè)計飛行在接近地表的大氣邊界層，有的則飛行在更高的對流層里,。 研發(fā)力量基本以北美和歐洲/德國為主,。 Ground Based Generation 的代表 (這個派系長相都差不多） Skysails (視頻演示 http://www.skysails.info/english/power/） Ampyx Power Airborne Wind Energy Airborne Generation 的代表 (這個派系外貌分化得很嚴(yán)重） Magenn (官網(wǎng)已停，演示和介紹在此：Directory:Magenn） 當(dāng)然,，如果從飛行器的軟硬和飛行速度高低的視角進行分類,，則會得到如下結(jié)論：  更多分類視角,，和優(yōu)劣對比請移步：更多分類視角，和優(yōu)劣對比請移步：Airborne wind energy: a collection of challenging compromises
以Makani的設(shè)計方案為例，這里可以看到 Makani 的設(shè)計方案和傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電機在高度方面的比較,。左邊是傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電機高度,，右邊是Makani搭載發(fā)電機的飛行器的飛行軌跡高度。不同公司的設(shè)計方案飛行器高度  這是KiteGen的方案，傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電機在左下角：這是KiteGen的方案,，傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電機在左下角：  發(fā)電功率上，X軸是給定風(fēng)速,，橙色是Makani的發(fā)電功率,，藍色是傳統(tǒng)風(fēng)機的發(fā)電功率。  同樣的，設(shè)備的體量上,，目前傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電機，桿塔高度達到150m或更高,，傳統(tǒng)發(fā)電機以 Vestas V105-3.3 MW為例,，葉片長度達到50-55m，更多參數(shù)請查閱 Vestas 的介紹,。而Makani的飛行器尺寸,，翼展26m，機身長度8m,，體量相對較小,。  從這些角度看,，高空風(fēng)力發(fā)電有優(yōu)勢： 設(shè)備體量小而輕意味著相對較低的制造難度，也大幅降低了假設(shè)巨大水泥桿塔的成本,，同時,，利用高空風(fēng)能的發(fā)電效率較高。
而各公司都不常提及的一點,，是兩臺設(shè)備的最低間隔距離（以防韁繩纏繞打結(jié)）,，即：想要放飛得越高，韁繩越長，需要的設(shè)備間隔距離越遠,，因而建造起來的占地面積則需要更大,。這個間隔距離怎樣界定，間距多少是合情合理,，開發(fā)商們往往語焉不詳,。 商業(yè)化方面的挑戰(zhàn)包括，建造成本,，相對困難的維修和維護帶來的成本,，相對傳統(tǒng)清潔能源是否有價格優(yōu)勢。在沒有大型投資和政府支持的條件下,，高空風(fēng)力發(fā)電進行商業(yè)化或者進行大型建設(shè)都有難度,，或需要漫長等待。 環(huán)境方面的限制包括,，大量飛行器帶來的視覺干擾,，造成地面或海面不斷移動的陰影，噪音,，以及對鳥類飛行的干擾,。 行業(yè)限制包括，來自航空方面的管制（對航空器造成的干擾）,，高空風(fēng)力發(fā)電與傳統(tǒng)電網(wǎng)對接聯(lián)網(wǎng)的規(guī)格要求尚未明確,。 從政府的角度，目前高空風(fēng)力發(fā)電也沒有成形的行業(yè)規(guī)范,。最簡單的問題,，例如：對于飛行在1km高度左右的高空風(fēng)力發(fā)電設(shè)備而言，是定義為建筑物,，還是高空障礙物,，還是飛行器，還是有新的類別,？ 安全方面,，飛行器一旦墜毀是否有可能造成人員傷亡或財產(chǎn)損失，如何控制,，如何規(guī)避,，相應(yīng)的商業(yè)保險與理賠環(huán)節(jié)如何構(gòu)建等等都是嶄新課題。 風(fēng)險方面,，全球氣候變化對高空風(fēng)能儲量的影響尚未明確,。各國政府是否有意愿對商用活民用的發(fā)電機構(gòu)開放使用500m以上的空域仍然存疑。 總而言之,，目前的適用領(lǐng)域是偏遠的,，小型的,，分散的，對可靠性要求不高的用電市場,。目前的發(fā)展程度尚不適用大規(guī)模的對穩(wěn)定性和可靠性要求較高的用電市場,。
甚至衛(wèi)星太陽能發(fā)電背后的動機和今天的高空風(fēng)力發(fā)電也是相似的：因為就太陽能而言,，宇宙空間中蘊藏的太陽能更多,，日照更強烈更穩(wěn)定，沒有晝夜停頓,，也不受氣候和天氣因素的干擾。 但是可想而知,，以人類科學(xué)技術(shù)的水平,，這種想法要面對工程技術(shù)上的巨大困難，以微波或激光向地面遠距離傳輸電能所發(fā)生的損耗,，以及造價的高昂,，維修維護的困難，潛在帶來大量空間垃圾等等這些問題,，讓這個設(shè)想終于擱淺,。 關(guān)鍵字： Airborne wind turbine，High-altitude wind power,，Crosswind kite power 【峻衣的回答(3票)】: 主要部件為高空風(fēng)箏,，跟風(fēng)機差不多，google X做個這個項目,。  與傳統(tǒng)的地面或者海上風(fēng)質(zhì)量比較,，高空發(fā)電的優(yōu)勢是氣流穩(wěn)定,，風(fēng)速高，風(fēng)質(zhì)量高,。 傳統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電大體上模糊地可分為永磁同步和雙饋異步,。雙饋異步技術(shù)較成熟，永磁同步在國內(nèi)以金風(fēng)公司為代表發(fā)展也很快,。 按照技術(shù)層面來講,，高空發(fā)電應(yīng)該是會用永磁技術(shù) ,。 高空風(fēng)力發(fā)電首先面臨的是載重問題，大輸出功率需要大發(fā)電組件,，但顯然高空風(fēng)箏載重不會很大,，所以它的功率也不會很大。第二,，地面和海上風(fēng)機有偏航和變漿系統(tǒng),，能夠?qū)?zhǔn)風(fēng)向吸收最佳風(fēng)速，但是高空風(fēng)箏穩(wěn)定性太差,，無法最大限度吸收風(fēng)能,，導(dǎo)致輸出能力低下且不穩(wěn)定。 非要說優(yōu)點的話,，高空發(fā)電省去了費用高昂的前期工程費,，包括開山道，打地基,，立風(fēng)塔,，裝風(fēng)機等等，風(fēng)電成本大大減小,。 我個人想不出高空發(fā)電其他的優(yōu)點了,，不知道流動性強算不算，按理說風(fēng)機發(fā)出的垃圾電仍需要加工,，除非地上風(fēng)場能配合移動,，否則移動性沒意義。 現(xiàn)在地面和海上風(fēng)力發(fā)電的維護量已經(jīng)很大,，維護和修理的時候爬爬風(fēng)機能搞定,，高空發(fā)電要是修一次成本估計有會很大。 如果風(fēng)速有湍流,，在高空300米的發(fā)電風(fēng)箏的運動直徑就是600米,，也就是說這個圓內(nèi)不能有其他風(fēng)箏的路徑，那么一個規(guī)?？杉训娘L(fēng)場占地有點大,。 歡迎補充。 【孟家的小麗的回答(1票)】: 高空的風(fēng)能非常豐富,，并且可以24小時持續(xù)供應(yīng)電能,，是一個很好解決用電問題的方法。不過目前來說,，高空發(fā)電技術(shù)還是過于新穎,，10年內(nèi)是不可能推向市場的。 高空發(fā)電有兩種模式：第一種是建設(shè)高空發(fā)電站,，用電纜把電能輸送到地面,；第二種是在高空建設(shè)傳動設(shè)備,，將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機械能后直接輸送到地面，然后再將機械能轉(zhuǎn)化為電能,。 高空風(fēng)力發(fā)電機簡單來說就像風(fēng)箏,，或者說是飛艇一樣懸浮在空中，收集高空的風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能,。 才識淺薄,，望見諒~~ 【陳瀧的回答(1票)】: 受人邀請回答問題，羅列幾點： 1. 高空可以粗略分為高層和高空層,。高層大概就是50~600米高,，高空的風(fēng)力狀況比較好，平穩(wěn),，確實適合風(fēng)力發(fā)電,；高空層就是我們一般說的對流層，風(fēng)況其實并不適合發(fā)電,。 2. 受到風(fēng)力發(fā)電機的轉(zhuǎn)換率限制,，如果需要足夠的發(fā)電量，就需要一定的受風(fēng)面積,。這是高空發(fā)電的最大瓶頸,。將風(fēng)機穩(wěn)定在高空層，甚至對流層,，是非常困難及花錢的事情。目前我們做的最高項目是在560米,，是在大廈上安裝風(fēng)機,。 3. 發(fā)電后，電力傳輸是個困難,。如果采用電線傳輸則距離受限,，材料受限。如果采用無線傳輸,，目前還沒有成熟技術(shù),。 結(jié)論：這只是一個實驗性的項目，可以大膽假設(shè),，但我們要小心求證,。 【知乎用戶的回答(0票)】: http://www.altaerosenergies.com/bat.html BAT: The Buoyant Airborne Turbine 一種用浮空器（其實也是一種風(fēng)箏）來承載葉片和電機的方案，目前還在開發(fā)階段,。功率目測很小,，估計只是在能源供應(yīng)不上時，替代野外使用的移動發(fā)電機組方案,。  【lurve的回答(0票)】: 電力公司的員工表示目前還停留在火力發(fā)電這個階段… 【劉麗的回答(0票)】: 離我還很遙遠 【知乎用戶的回答(0票)】: 我想說，子非魚已經(jīng)回答的非常好了,。 其實早在170年前,，高空風(fēng)能的概念就已提出，但到目前為止,，高空風(fēng)能發(fā)電技術(shù)的規(guī)?；瘧?yīng)用還未形成。究其原因,，至少有兩大技術(shù)難題在阻礙高空風(fēng)能的發(fā)展：一是高空風(fēng)能收集,、轉(zhuǎn)換所需要的耐磨、耐化學(xué)腐蝕,、抗紫外輻射的輕質(zhì)高強度材料難以獲得,。雖然全球市場上已經(jīng)能提供上述所需的材料，但材料的特性卻有待進一步檢驗驗證,；二是保證空中部分穩(wěn)定性的控制技術(shù)一直沒有突破,。目前高空風(fēng)能發(fā)電的主流技術(shù)是風(fēng)箏型發(fā)電系統(tǒng)。在這種系統(tǒng)中,，風(fēng)箏作為風(fēng)能采集器將高空風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機械能,，同時，風(fēng)箏還是平衡器,，保持系統(tǒng)穩(wěn)定,。但這種系統(tǒng)的最大問題就是，平衡運動與做功運動相互耦合,、相互影響,，很難設(shè)計出平衡與做功的最佳控制模式，系統(tǒng)復(fù)雜,，持續(xù)性和穩(wěn)定性難以保障,。 【谷利的回答(0票)】: 貌似我看過一個類似于廣告的紀(jì)錄片，國外的一個公司在中國建造的一棟建筑,，就是高空風(fēng)能發(fā)電,，可以提供整棟建筑很高百分比的能源。 具體的都不記得了,，名字也忘了,，不過記得片子里著重說了該建筑的空調(diào)系統(tǒng)比較前衛(wèi)。 【知乎用戶的回答(0票)】: 上海中心124層,、574米的塔冠鋼結(jié)構(gòu)之上安裝了風(fēng)力發(fā)電機組 【黃明皓的回答(0票)】: 如果你玩過minecraft,，就不會覺得奇怪了 原文地址:知乎 |
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